بلاگ

در دنیای مهندسی شیمی، طراحی و ساخت یک واحد فرآیندی جدید، مانند یک پالایشگاه یا کارخانه پتروشیمی، سرمایه‌گذاری بسیار هنگفتی را طلب می‌کند. هرگونه خطا در طراحی مفهومی یا محاسبات اولیه می‌تواند منجر به خسارات مالی جبران‌ناپذیر، تاخیر در پروژه و حتی خطرات ایمنی شود. اینجاست که شبیه‌سازی فرآیند به عنوان یک ابزار حیاتی و ضروری وارد میدان می‌شود. شبیه‌سازی به مهندسان اجازه می‌دهد تا قبل از صرف هرگونه هزینه برای ساخت و ساز، کل فرآیند را در یک محیط مجازی مدل‌سازی کرده، عملکرد آن را بسنجند، گلوگاه‌ها را شناسایی کنند و طراحی را بهینه سازند. در میان ابزارهای موجود، نرم‌افزار اسپن پلاس Aspen Plus به عنوان یکی از قدرتمندترین و استانداردترین پلتفرم‌ها برای این منظور شناخته می‌شود.

شبیه‌سازی فرآیند چیست و چه کاربردهایی دارد؟

شبیه‌سازی فرآیند، یک نمایش مبتنی بر مدل از فرآیندهای شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی است که با استفاده از بلوک‌های عملیات واحد در یک محیط نرم‌افزاری ایجاد می‌شود. برای راه‌اندازی هر پلنت صنعتی، ابتدا مطالعات اولیه‌ای صورت می‌گیرد تا مشخص شود که یک خوراک مشخص، طی چه فرآیندی به محصول مورد نظر تبدیل خواهد شد. مرحله‌ی تست و اعتبارسنجی این فرآیند طراحی‌شده، همان شبیه‌سازی است. در این مرحله، مهندسان بر اساس ذهنیت و طراحی اولیه، تجهیزات را در محیط نرم‌افزاری کنار هم قرار داده، جریان‌ها را متصل کرده و نتایج را مشاهده و بررسی می‌کنند. پس از اطمینان از صحت عملکرد فرآیند در محیط شبیه‌سازی، می‌توان با اطمینان بیشتری به سمت طراحی تفصیلی و ساخت حرکت کرد.

• کاربردهای اصلی شبیه‌سازی فرآیند:
• طراحی و امکان‌سنجی (Design & Feasibility): بررسی اینکه آیا یک فرآیند پیشنهادی از نظر فنی و اقتصادی قابل اجرا است یا خیر
• بهینه‌سازی (Optimization): یافتن بهترین شرایط عملیاتی (دما، فشار، دبی و...) برای به حداکثر رساندن تولید، کاهش مصرف انرژی و کاهش هزینه‌ها
• عیب‌یابی (Troubleshooting): تحلیل واحدهای صنعتی موجود برای شناسایی دلیل مشکلات عملیاتی و یافتن راه‌حل
• تحلیل ایمنی (Safety Analysis): بررسی رفتار فرآیند در شرایط غیرعادی و پیش‌بینی خطرات احتمالی
• آموزش اپراتورها: استفاده از شبیه‌ساز برای آموزش اپراتورهای واحد صنعتی در یک محیط امن و بدون ریسک

معرفی مجموعه نرم‌افزار اسپن Aspen و کاربردهای آن

مجموعه نرم‌افزاری AspenTech، که امروزه با نام تجاری اسپن Aspen شناخته می‌شود، یکی از جامع‌ترین بسته‌های نرم‌افزاری برای صنایع فرآیندی است. این مجموعه پس از ادغام با شرکت Hyprotech (سازنده نرم‌افزار HYSYS)، به پلتفرم یکپارچه‌ای تبدیل شد که شامل ابزارهای قدرتمندی مانند Aspen Plus، Aspen HYSYS، Aspen Exchanger Design & Rating و ماژول‌های متعدد برای محاسبات اقتصادی، دینامیکی و ایمنی است.

کاربران اصلی این مجموعه، مهندسان شیمی در گرایش‌های مختلف، به‌ویژه مهندسی فرآیند، هستند. با این حال، مهندسان مکانیک (برای طراحی تجهیزات)، مهندسان برق (گرایش کنترل) و به‌ویژه مهندسان پلیمر (که بخش مجزایی در نرم‌افزار به آن‌ها اختصاص داده شده) نیز از کاربران کلیدی این نرم‌افزارها به شمار می‌روند. تسلط بر این نرم‌افزارها برای فعالیت در شرکت‌های طراحی مهندسی، واحدهای تحقیق و توسعه (R&D) و شرکت‌های پتروشیمی و پالایشگاهی یک مهارت ضروری است. در صنایع فرآیندی مدرن، مانند نفت، گاز و پتروشیمی، توانایی شبیه‌سازی دقیق و بهینه‌سازی واحدها، مرز بین دانش آکادمیک و تخصص صنعتی را مشخص می‌کند. این مهارت به مهندسان امکان می‌دهد تا پیش از اجرای پروژه‌های پرهزینه، عملکرد فرآیندها را پیش‌بینی کرده و کارایی سیستم را به حداکثر برسانند.

در این مسیر، دوره‌های گروه آموزشی پارس پژوهان فرصتی ساختاریافته برای کسب این مهارت‌های کلیدی فراهم می‌آورند. تسلط بر ابزارهای استاندارد صنعتی، یک گام اساسی است؛ دوره آموزش اسپن پلاس Aspen Plus مهندسان را قادر می‌سازد تا فرآیندهای شیمیایی پیچیده را با دقت بالا طراحی، تحلیل و بهینه‌سازی کنند. در کنار آن، دوره آموزش اسپن هایسیس Aspen HYSYS مقدماتی و دوره آموزش اسپن هایسیس Aspen HYSYS پیشرفته با تمرکز ویژه بر صنایع هیدروکربوری و شبیه‌سازی دینامیکی، دانش تخصصی آن‌ها را در حوزه‌ای دیگر از صنعت غنی‌تر می‌سازند.

کسب این مهارت‌های دوگانه، یک مهندس جوان را به متخصصی کارآمد تبدیل می‌کند که می‌تواند با اطمینان در پروژه‌های بزرگ صنعتی نقش ایفا کرده و جایگاه حرفه‌ای خود را در بازار کار رقابتی امروز تثبیت نماید.

چرا اسپن پلاس Aspen Plus؟ بررسی ویژگی‌ها و مزایای کلیدی

اسپن پلاس Aspen Plus به دلایل متعددی به عنوان یکی از نرم‌افزارهای استاندارد صنعتی برای شبیه‌سازی حالت پایدار (Steady-State) فرآیندهای شیمیایی شناخته می‌شود. در جدول زیر، برخی از ویژگی‌های کلیدی آن بررسی شده است:

مدل‌سازی تجهیزات فرآیندی و تحلیل‌های اولیه

یکی از چالش‌های رایج در ابتدای فرآیند شبیه‌سازی، کمبود اطلاعات دقیق در مورد طراحی تجهیزات است. به عنوان مثال، فرض کنید می‌خواهیم یک برج تقطیر را برای جداسازی دو ماده شبیه‌سازی کنیم. همان‌طور که در مقاله فرآیندهای تقطیر، واکنش، جذب و استخراج در اسپن پلاس Aspen Plus توضیح داده شد، تقطیر یک فرآیند جداسازی حرارتی است که مخلوطی از مواد، معمولاً مایعات، را بر اساس تفاوت در نقاط جوش آن‌ها از یکدیگر جدا می‌کند. ما می‌دانیم خوراک ورودی چه ترکیبی دارد و خلوص محصولات مورد نظر چقدر است، اما اطلاعاتی در مورد تعداد سینی‌های بهینه، محل سینی خوراک یا نسبت جریان برگشتی (Reflux Ratio) نداریم. این‌ها پارامترهایی هستند که باید از طریق شبیه‌سازی به دست آیند.

Aspen Plus برای حل این مشکل، راهکار هوشمندانه‌ای ارائه می‌دهد: مدل‌های Shortcut و Rigorous.

• مدل‌های Shortcut: این مدل‌ها بر اساس محاسبات سرانگشتی و ساده‌سازی‌شده عمل می‌کنند و به اطلاعات ورودی کمتری نیاز دارند. کاربر می‌تواند با استفاده از یک مدل Shortcut برای برج تقطیر، تخمین‌های اولیه‌ی خوبی از تعداد سینی‌ها و سایر پارامترهای کلیدی به دست آورد.
• مدل‌های Rigorous: پس از به دست آوردن اطلاعات اولیه از مدل Shortcut، کاربر می‌تواند از مدل‌های دقیق (Rigorous) استفاده کند. این مدل‌ها محاسبات بسیار پیچیده‌تر و دقیق‌تری را بر اساس معادلات موازنه جرم و انرژی برای هر سینی انجام می‌دهند و نتایج قابل اعتمادی را برای طراحی نهایی ارائه می‌دهند.

این رویکرد دو مرحله‌ای، فرآیند شبیه‌سازی را بسیار کارآمدتر می‌کند و به مهندس اجازه می‌دهد تا با اطلاعات کم اولیه، به یک طراحی دقیق و بهینه دست یابد.

جمع‌بندی

شبیه‌سازی فرآیند، یک گام غیرقابل اجتناب و حیاتی در چرخه‌ی عمر پروژه‌های مهندسی شیمی است. نرم‌افزار اسپن پلاس Aspen Plus با ارائه‌ی یک پلتفرم قدرتمند، جامع و دقیق، به مهندسان این امکان را می‌دهد که ایده‌های خود را بیازمایند، فرآیندها را بهینه کنند و ریسک‌های فنی و اقتصادی را قبل از مرحله‌ی ساخت به حداقل برسانند. ویژگی‌هایی مانند بانک اطلاعاتی غنی، مدل‌های ترمودینامیکی پیشرفته، کتابخانه‌ی کامل تجهیزات و رویکرد هوشمندانه در مدل‌سازی، این نرم‌افزار را به ابزاری استاندارد در صنعت تبدیل کرده است. تسلط بر Aspen Plus نه تنها یک مهارت فنی، بلکه یک مزیت رقابتی بزرگ برای هر مهندس شیمی است که به دنبال ایفای نقشی مؤثر در دنیای پیچیده‌ی صنایع فرآیندی است.

نویسنده: علی بهرام همدانی، کارشناس ارشد فرآیند

تشبیه «سرنا را از سر گشاد زدن» توصیف دقیقی از یک خطای رایج در اجرای بسیاری از پروژه‌های صنعتی و اجرایی در کشور است؛ خطایی که اغلب به دلیل فاصله‌گرفتن از اصول علمی، نبود برنامه‌ریزی دقیق و تصمیم‌گیری‌های شتاب‌زده رخ می‌دهد. در چنین شرایطی، پروژه‌ها بدون مطالعات امکان‌سنجی، تحلیل هزینه–فایده و طراحی مرحله‌به‌مرحله آغاز شده و به‌ناچار دچار ناهماهنگی، آزمون‌وخطا و اتلاف منابع می‌شوند. این الگوی نادرست، نه‌تنها در صنعت، بلکه در حوزه‌هایی نظیر ورزش، آموزش و فرهنگ نیز مشاهده می‌شود. طنز رایج «داداش، داری اشتباه می‌زنی!» در محافل ورزشی، دقیقاً بازتاب همین مسئله است: شروع کار از نقطه اشتباه و بدون درک کامل از مسیر. در واقع، این شیوه اجرای معکوس، نشانه‌ای از نبود تفکر سیستمی و ضعف در مدیریت منابع است. برای پیشگیری از چنین مشکلاتی، ضرورت دارد فرهنگ اجرای پروژه‌های اصولی از مرحله برنامه‌ریزی تا اجرا و ارزیابی، به‌عنوان بخشی از تفکر راهبردی نهادینه شود.

تجربه شخصی نگارنده از پروژه‌ها

نگارنده طی بیش از یک دهه فعالیت حرفه‌ای در حوزه تدریس و مشاوره فنی، تجربه همکاری با مجموعه‌ای گسترده از پروژه‌های صنعتی و دانشگاهی را در کارنامه دارد؛ پروژه‌هایی که عمدتاً حول محور تحلیل تنش، جریان سیالات و بررسی مکانیزم‌های دینامیکی با بهره‌گیری از نرم‌افزار پیشرفته ABAQUS تعریف شده‌اند. شما می‌توانید برای آموزش به دوره آموزش آباکوس مقدماتی (ABAQUS) مراجعه نمایید. با این حال، یک ضعف ساختاری در بسیاری از این پروژه‌ها به‌وضوح قابل مشاهده بوده است: آغاز فرآیند ساخت و اجرا پیش از هرگونه تحلیل فنی و شبیه‌سازی علمی. در چنین مواردی، نقش تحلیل‌گر تقلیل می‌یابد به یک ناظر صرف یا تأییدکننده‌ی پسینی، در حالی‌که فلسفه اصلی تحلیل مهندسی چیز دیگری‌ست. هدف آن، پیش‌بینی رفتار سیستم تحت بارهای مختلف، بهینه‌سازی طراحی، شناسایی نقاط ضعف پیش از تولید، و در نهایت صرفه‌جویی در هزینه، زمان و منابع است.

وقتی پروژه‌ای بدون تحلیل آغاز می‌شود، مهندسی معکوس پس از ساخت به ناچار جایگزین طراحی اصولی می‌گردد؛ فرآیندی پرهزینه و زمان‌بر که گاه نتیجه آن صرفاً تأیید اشتباهات پیشین است، نه اصلاح آن‌ها. در مقاله آشنایی با چرخه مهندسی معکوس در ساخت و تولید می‌توانید با تفاوت‌های کلیدی مهندسی معکوس و مهندسی مستقیم بیشتر آشنا شوید. این رویکرد نه‌تنها بهره‌وری پروژه را کاهش می‌دهد، بلکه روح دانش‌محور بودن در فرایند مهندسی را نیز تضعیف می‌کند. از این‌رو، بازنگری در جایگاه تحلیل و شبیه‌سازی در چرخه عمر پروژه‌ها، ضرورتی است که باید هم در صنعت و هم در آموزش فنی و مهندسی مورد تاکید قرار گیرد.

چرا تحلیل باید مقدم بر ساخت باشد؟

انجام تحلیل‌های عددی و مطالعات پیشینی، پیش از ورود به فاز اجرایی پروژه، نه‌تنها یک ضرورت علمی محسوب می‌شود، بلکه رویکردی عقلانی، هدفمند و کارآمد برای تخصیص بهینه منابع انسانی، مالی و زمانی به شمار می‌رود. این تحلیل‌ها با فراهم‌سازی تصویری دقیق‌تر از شرایط موجود، امکان پیش‌بینی چالش‌ها، ارزیابی پیامدها و انتخاب بهینه‌ترین راهبردها را فراهم می‌سازند. از این‌رو، اتخاذ چنین رویکردی در مراحل ابتدایی پروژه، نقش مهمی در ارتقای اثربخشی، کاهش ریسک و تضمین موفقیت نهایی آن ایفا می‌کند. دلایل زیر گواهی بر اهمیت و ضرورت این امر می‌باشند:

• جلوگیری از ساخت قطعه‌ای که توان تحمل تنش موردنظر را ندارد
• شناسایی و رفع خطرات ناشی از خستگی قطعه پیش از بهره‌برداری
• ارزیابی رفتار دینامیکی مکانیزم‌ها و جلوگیری از ایجاد تغییرشکل‌های ماندگار
• دستیابی به طراحی بهینه از منظر وزن، مواد مصرفی، سهولت مونتاژ و تولید

نمونه تحلیل‌ها، نرم‌افزارهای مرتبط و توضیحات تکمیلی

نقش روش‌های عددی در کاهش هزینه‌ها و بهینه‌سازی طراحی

روش‌های عددی نظیر روش اجزای محدود (FEM)، روش مرزی (BEM)، روش تفاضلات محدود (FDM) و روش حجم محدود (FV)، به‌عنوان ابزارهای توانمند در تحلیل و پیش‌بینی رفتار فیزیکی و مکانیکی سیستم‌ها، با هدف بررسی عملکرد سازه‌ها و سامانه‌ها پیش از ورود به مرحله ساخت توسعه یافته‌اند. این روش‌ها امکان شبیه‌سازی دقیق پدیده‌های پیچیده در حوزه‌هایی چون تنش، کرنش، انتقال حرارت، دینامیک سیالات و رفتارهای غیرخطی را فراهم می‌آورند.

از این منظر، بهره‌گیری از روش‌های عددی در مراحل اولیه طراحی، نه‌تنها به کاهش ریسک شکست پروژه کمک می‌کند، بلکه با فراهم‌آوردن امکان طراحی دقیق‌تر، ایمن‌تر و اقتصادی‌تر، منجر به بهبود کیفیت نهایی محصول نیز می‌شود. در واقع، این ابزارها به‌عنوان بخش جدایی‌ناپذیر از چرخه توسعه مهندسی مدرن، جایگاه ویژه‌ای در تصمیم‌گیری‌های فنی و اقتصادی یافته‌اند و بی‌توجهی به آن‌ها، به معنای چشم‌پوشی از ظرفیت‌های قابل توجه برای توسعه پایدار، نوآوری و رقابت‌پذیری خواهد بود.

راهکار منطقی: مسیر صحیح اجرای پروژه چیست؟

 با تکیه بر نرم‌افزارهای عددی، می‌توان چرخه اجرای پروژه را اصلاح کرد. در جدول زیر، مقایسه‌ای میان روند صحیح و اشتباه در اجرای پروژه‌ها ارائه شده است:

دوره‌های گروه آموزشی پارس پژوهان شامل دوره‌های متنوعی در مدیریت پروژه مانند دوره آموزش مدیریت پروژه با MSP و دوره آموزش مدیریت پروژه با Primavera برای علاقه‌مندان در این حوزه می‌باشد.

افزایش تقاضا برای تحلیل عددی در صنعت و بازار جهانی

با توسعه فناوری‌هایی مانند چاپ سه‌بعدی، اهمیت تحلیل‌های عددی در طراحی سازه‌های سبک، پیچیده و بهینه‌شده به‌طور چشمگیری افزایش یافته است. این فناوری‌ها امکان تولید قطعاتی با عملکرد بالا و وزن پایین را فراهم کرده‌اند که تنها از طریق تحلیل دقیق قابل تحقق‌اند. در همین راستا، توانایی تلفیق روش‌های عددی با فناوری‌های تولید نوین، مزیتی رقابتی برای متخصصان به شمار می‌رود. همچنین در سال‌های اخیر، به‌ویژه در شرایط تحریم، نیاز صنایع داخلی به مهندسی معکوس رشد چشمگیری داشته است. این موضوع، فرصتی برای تحلیل‌گران فراهم کرده تا با بازسازی و بهینه‌سازی قطعات صنعتی، نقشی موثر در حفظ توان تولید کشور ایفا کنند.

از سوی دیگر، تسلط بر نرم‌افزارهای تحلیلی مانند ABAQUS و ANSYS امکان فعالیت در بازارهای فریلنسری داخلی و جهانی را نیز فراهم کرده است. با توجه به اختلاف نرخ ارز، این فضا می‌تواند به‌لحاظ اقتصادی برای متخصصان ایرانی بسیار مقرون‌به‌صرفه باشد و زمینه‌ساز رشد حرفه‌ای و استقلال شغلی آن‌ها گردد.

از دانشگاه تا صنعت: چطور شبیه‌سازی را جدی بگیریم؟

برای آن‌که تحلیل‌گران و متخصصان حوزه تحلیل داده بتوانند جایگاهی شایسته و مؤثر در صنایع مختلف، به‌ویژه صنعت ورزش، کسب نمایند، رعایت مجموعه‌ای از الزامات و نکات حرفه‌ای، فنی و اخلاقی ضروری است که تضمین‌کننده‌ اثربخشی تحلیل‌ها، اعتماد سازمان‌ها و پایداری حضور ایشان در این عرصه خواهد بود. برای آن‌که متخصصان حوزه تحلیل بتوانند در صنعت جایگاه مناسبی کسب کنند، رعایت نکات زیر ضروری است:

• تسلط عمیق بر مبانی تخصصی
  مطالعه و تسلط بر دروس تخصصی مرتبط با حوزه تحلیل مانند دینامیک سیالات، مکانیک جامدات، انتقال حرارت و سایر مباحث پایه، اساس هر تحلیل دقیق و کاربردی است.
• مهارت در نرم‌افزارهای تخصصی
  یادگیری و تسلط بر نرم‌افزارهای تخصصی تحلیل مانند ABAQUS، ANSYS، COMSOL، و نرم‌افزارهای مدل‌سازی و شبیه‌سازی، به همراه مهارت‌های نقشه‌خوانی و تسلط به زبان انگلیسی فنی، از ملزومات ورود موثر به صنعت هستند.
• توسعه مهارت‌های نرم (Soft Skills)
  توانایی‌های ارتباطی شامل مهارت‌های مذاکره، ارائه موثر، متقاعدسازی، مدیریت پروژه، کار تیمی و شبکه‌سازی حرفه‌ای، بخش مهمی از موفقیت در پروژه‌ها و ارتباط با ذینفعان مختلف را تشکیل می‌دهد.
• تجربه عملی و اجرای پروژه‌ها
  انجام شخصی پروژه‌های دانشگاهی، به‌ویژه پروژه پایانی، به عنوان نخستین تجربه عملی اهمیت دارد و زمینه‌ساز یادگیری واقعی و آماده‌سازی برای پروژه‌های صنعتی است. پرهیز از برون‌سپاری باعث ارتقاء مهارت‌های فردی و افزایش اعتماد به نفس می‌شود.
• اخلاق حرفه‌ای و مسئولیت‌پذیری
  رعایت اصول اخلاقی در تحلیل‌ها، دقت در ارائه گزارش‌ها، حفظ رازداری و صداقت علمی، موجب جلب اعتماد کارفرمایان و پایداری در همکاری‌های بلندمدت می‌شود.
• به‌روز نگه داشتن دانش تخصصی
  پیگیری آخرین پیشرفت‌های علمی و فناوری، شرکت در دوره‌های آموزشی، وبینارها و کنفرانس‌ها، باعث حفظ و ارتقای توانمندی‌های فنی و رقابت‌پذیری در بازار کار می‌گردد.
• توانمندی حل مسئله و تفکر انتقادی
  برخورداری از مهارت‌های تحلیلی عمیق، توانایی درک مسائل پیچیده و ارائه راه‌حل‌های خلاقانه، از ویژگی‌های متمایز تحلیل‌گران موفق در صنعت است.
• توانایی تطبیق با فرهنگ سازمانی
  شناخت و انطباق با فرهنگ کاری سازمان، رعایت قوانین و فرآیندهای داخلی، و تعامل مثبت با همکاران، باعث هم‌افزایی در تیم‌های پروژه و افزایش اثربخشی کاری می‌شود.
• آمادگی برای یادگیری مادام‌العمر
  در دنیای متغیر فناوری، پذیرش یادگیری مداوم و انعطاف‌پذیری در مواجهه با ابزارها و روش‌های جدید، کلید موفقیت حرفه‌ای است.

جمع‌بندی

فرآیند تحلیل، نباید تنها به‌منزله‌ی ابزاری برای کسب تاییدیه پس از طراحی تلقی شود، بلکه باید آن را نقطه آغازین در زنجیره طراحی، توسعه و اجرای پروژه‌ها دانست. تحلیل، اگر به‌درستی و در زمان مناسب به‌کار گرفته شود، نه‌تنها می‌تواند از خطاهای پرهزینه در مراحل بعدی جلوگیری کند، بلکه در تعیین جهت‌گیری فنی، بهینه‌سازی منابع و کاهش ریسک‌های احتمالی نیز نقشی حیاتی ایفا می‌کند.

با این حال، تا زمانی که نگرش سنتی و اجرای شتاب‌زده پروژه‌ها بر فضای صنعتی کشور حاکم باشد ــ نگرشی که اغلب به تجربه‌گرایی صرف و آغاز ساخت پیش از مطالعه دقیق گرایش دارد ــ جایگاه واقعی تحلیل و تحلیل‌گر در حاشیه باقی خواهد ماند. این وضعیت، هرچند چالش‌برانگیز است، اما فرصت‌های ارزشمندی برای متخصصان حوزه تحلیل فراهم می‌آورد؛ فرصتی برای اصلاح مسیر، فرهنگ‌سازی، و اثبات اهمیت نگاه علمی و سیستمی در مدیریت پروژه‌ها.

تحلیل‌گران برای ایفای چنین نقشی، باید علاوه بر تسلط فنی بر روش‌ها و ابزارهای عددی و نرم‌افزاری، به جایگاه استراتژیک خود در فرایند تولید باور داشته باشند و در تعامل با تیم‌های طراحی، ساخت و مدیریت، به‌عنوان حلقه‌ای کلیدی ظاهر شوند. تنها از طریق این رویکرد تلفیقی است که می‌توان تحلیل را از جایگاه حاشیه‌ای به جایگاه تصمیم‌ساز در صنعت ارتقا داد.

نویسنده: حمیدرضا سمیع پور، کارشناس ارشد مهندسی مکانیک - فاطمه بلانیان، دکتری مدیریت ورزشی

در این مقاله قصد داریم به موضوعات تلخ وشیرین یک استارت آپ بپردازیم. طمع پولدار شدن و عاشق کارآفرینی سبب این می شود بسیاری به فکر راه اندازی یک بیزینس بیفتند اما آیا همه استارت آپ ها به این شیرینی هستند. هدف ما در این مقاله کمک کردن به افرادی است که عاشق کارآفرینی هستند اما مسیر انجام آن را نمیدانند.با ما همراه باشید که به همه مسائل یک استارت آپ در این مقاله قراره بپردازیم.                                           

استارت آپ چیست:

هرکسب وکاری که نوپاست و با چاشنی خلاقیت همراه است که به احتمال زیاد از فناوری استفاده میکند استارت آپ گفته می شود.
یا استارت آپ سازمانی موقتی است که در جستجو مدل کسب و کاری گسترش پذیر، تکرارپذیر و سود آور است.
برای دریافت اطلاعات بیشتر در خصوص دوره استارت آپ کلیک نمایید.

کسب و کار چیست:

کسبوکار یک سازمان است برای فراهم کردن، کالا، خدمات، فرآیند یا همه اینها به نحوی به مشتری ایجاد شده است.

فرآیند به نحوی زیر مجموعه خدمات است اما سرمایه کمتری می خواهد .

استارت آپ در اصل نسخه کوچک از یک سازمان نیست گذر کرم به پروانه است.

مدل درآمد استارت آپ:

1- تکرارپذیر باشد: یعنی بیزینس ما مثلا هم در تهران باشد هم در اراک

2- مقیاس پذیر باشد: یعنی با حفظ منابع بتوانیم درآمد هم توسعه بدیم مثل شرکت واتساپ

3- باهدفرشدسریع: اگر رشد ما سریع نباشه شرکت های رقیب از ما سبقت میگیرند مثل سریالهای 90 شبی که مدل آن را مهران غفوریان ایجاد کرد ولی همه به اسم مهران مدیری می شناسند. مدیری بعد از فیدبک گرفتن از مردم مدل غفوریان را گرفت. برای این که بخواهیم به این پاسخ برسیم که ایده ما سودآور هست یا نه ما به شما دوره تهیه و تدوین طرح کسب و کار را پیشنهاد میدهیم.

جذابیت های استارت آپ:

1- شاخصه های خاص استارت آپ مثل اتاق فکر و...

2- شاخصه های درآمد استارت آپ چون مدل های درآمدی متفاوت هستند

3- شاخصه های پرستیج استارت آپ بخاطر جدید بودن جذاب برای افراد نکته مهم درتیم سازی این هستش که که ما باید از هر طیف شخصیتی در تیم کاری خود داشته باشیم. به عنوان مثال یک سری افراد هستند که به اصلاح اقیانوسی هستند به عمیق یک سانتی متر یعنی خودشون هستند و سرزبونشون اینجور افراد ما را در شبکه سازی تقویت میکنند و در بعضی از جاها که نیاز به پرزنت کردن داریم باید ازشون استفاده کنیم در زمینه مذاکره یا متقاعد کردن افراد ولی در مباحث فنی استفاده نکنیم. این گونه از افراد در تیم ما باید باشند و در فروشندگی خیلی خوب هستند.

🔹چه عواملی در استارت آپ ها مهم هستند:

1- منابع انسانی

2- سرمایه انسانی

3- رقابت به شرط اینکه انحصاری نباشه ولی در بخش IT رقابت خیلی رشد کرده.

4- نوع آوری

به قول پیتر دراکر: هر بنگاه کسب و کار تنها دارای دو فعالیت اصلی است: 1- نوآوری 2- بازاریابی

5- رشد بال ادرکسب وکار

6- بین المللی شدن که بستگی به ماهیت کار ما داره

نمودار استارت آپ:

1- 4 درصد ایده دارند و مطالعه می کنند و آموزش می ببینند.

2- 2/27 درصد کمترازشش ماه دوام می آورند.

3- 4/32 درصدازشش ماه تا یک سال دوام می آورند.

4- 2/28 درصداز یک تا سه سال دوام می آورند

5- 8 درصدسه سال به بالا دوام می آورند (در روزهای آینده بیشتر به این دسته می پردازیم)

چکار کنیم جزو این 8 درصد باشیم:

1- یادگیری

2- بررسی فرآیندها (فرآیند یکپارچه): افراد به شدت نتیجه گرا هستند و به جای این باید روی اهداف خودمون فکر کنیم و تمرکز کنیم یه جاهایی باید مدل حرکتمونو عوض کنیم

3- ماباید عادت های مزاحم خودمان را حذف کنیم مثلا وسواس فکری

4- تلاش

ما با این فرمولها شکست نمی خوریم.

مراحل راه اندازی استارت آپ میریم:

1- هم خوانی مسئله/راه حل: یعنی یک عده از مردم نیاز دارند که ما باید آنها شناسایی کنیم و راه حل ساده ارائه بدیم.

حدود 60 درصد استارت آپ ها تو این مرحله شکست می خورند

2- هم خوانی محصول/بازار: آیا چیزی که مردم می خواهند ساخته ام؟ آیا مردم علاقه دارند به این محصول؟

30 درصد می فهمند که روش ها غلط بوده است.

3- گسترش: چگونهبهرشدشتابمی دهم؟

دو مرحله اول جستجو که حدودا 6 ماه هست و مرحله سوم اجرا باید شتاب بگیریم ولی قبلش شیب ما کند هست.

مسیر توسعه استارت آپ ها میریم:

1- ایده پردازی: عموما همه فکر میکنند خیلی خفن هستند (جاه طلبی های کارآفرینانه)

2- ایجاد مفهوم اولیه یعنی ترسیم آن چیزی که قراره استارت آپ ما را در آینده شکل بدهد (مسیر رسیدن به چشم انداز)

3- ایجاد تعهد

4- اعتباربخشی یعنی فرضیات خودمان را داخل بازار بسنجیم.

5- افزایش مقیاس: یعنی تمرکز روی رشد، مبتنی بر شاخص های کلیدی عملکرد برای مشتریان

6- تاسیس/راه اندازی

4رکن اساسی استارت آپ:

1- ایده: معیارهای ایده های خوب: 1- مشتری 2- برتری و رقابت 3- جذابیت و ایجاد کشش در مشتری 4- امکان پیاده سازی و اجرا 5- عدم وجود موانع و چالش های جدی 6- نیاز به منابع معقول برای شروع
اما پیشنهاد گروه آموزشی پارس پژوهان به شما دوره خلاقیت و ایده پردازی است.

2- محصول: مهمترین وظیفه بنیان گذار، تبدیل ایده عالی به محصول عالی هست که رمز موفقیت تعامل و صحبت مداوم با مشتریان، تولید محصولی که مصرف کننده دوست داشته باشد، ساخت محصولی که مردم عاشق آن باشند

3- تیم: مهمترین نکات در تیم سازی این موارد هست: 1- میزان شناخت حداقل 2 تا 3 سال کار انجام داده باشیم و به روحیه هم آشنا باشیم 2- مدلهای ذهنی باید هم راستا باشند 3- مقاصد و انگیزه ها باید در یک فضا باشند 4- نحوه مشارکت (اینکه چطور با هم کار کنیم) 5- ارزشها و نگرش ها هم راستا باشند 6- ترکیب تیم باید بهینه باشند یعنی اینکه در تیم هم افراد فنی داشته باشیم هم کد نویس یعنی کسب و کاری و فنی با هم در ترکیب باشند

4- اجرا: این بخش چالش برانگیز ترین بخش است(ایده عالی بدون اجرا و مدیریت صحیح موفق نخواهد شد)

مسائل مهم هر استارت آپ:

1- ایده

2- تیم

3- درآمد

4- الگوبردازی از رقبا

5- ارزیابی بازار

6- ارزیابی عملکرد عملیاتی(یعنی اون کارهایی که باید انجام بدیم)

7- مشتریان

8- مرورطرحتجاری (BP)

9- وضعیت بازار، اندازه بازار،رشد بازار

10- بیان مسئله

11- پیدا کردن راه حل مسئله

12- مدلکسبوکار

13- برتری و شایستگی ها

14- بازاریابی و فروش

15- رقبا

16- ساختارتیم

17- پیش بینی مالی

دلایل شکست استارت آپ

1- ایده بد: ایده بد (عمده ترین و اصلی ترین دلیل می شود ایده ممکنه ایده جذاب باشد اما نیاز بازار برطرف نمی کنه این میشه 42 درصد ایده بدشامل: 1- عدم تناسب محصول با بازار 2- خبره نبودن بنیان گذاران در صنعت هدف 3- غرور و تکبر بنیان گذاران 4- ترس از ناشناخته های حاصل از تحقق مشتری

2- تموم شدن بودجه (29 درصد) شامل: 1- آهنگ بالای مصرف سرمایه 2- سریع بزرگ شدن 3- کار زیاد و پرسنل ناکافی 4- جذب نکردن سرمایه کافی 5- نداشتن برنامه برای کسب درآمد(برای رفع مشکل باید حسابدار خیره داشته باشیم)

3- تیم نامناسب: (23 درصد) شامل: 1- نامتوازن بودن مهارت ها 2- وجود مهارت های نامناسب 3- ناسازگاری در تیم 4- ناپایداری مالی 5- عدم صلاحیت 6- ناسازگاری بین هم بنیان گذاران و سرمایه گذاران

تفاوت تیم با گروه:

تیم: 1- دارای وظایف رهبری مشترک هستند

🔸گروه: 1- معمولا یک رهبر قوی دارند

🔹تیم: 2- دارای مسئولیت پذیری متقابل و فردی هستند

🔸گروه: 2- دارای مسئولیت فردی هستند

🔹تیم: 3- برای یک هدف خاص کار میکنند

🔸گروه: 3- کارشان براساس ماموریت سازمانی تعریف می شود

🔹تیم: 4- تولید وکار را به صورت جمعی انجام می دهند

🔸گروه: 4- معمولاتولید به صورت کار فردی تحویل می شود

🔹تیم: 5- بحث مجادله ای و جلسات فعال حل مسائل را تشویق می کنند

🔸گروه: 5- سعی می کنند جلسات موثری را برگزار کنند

🔹تیم: 6- عملکرد را مستقیما و بر طبق تولید و کار دسته جمعی ارزیابی می کنند

🔸گروه: 6- به طورغیر مستقیم کارآیی را ارزیابی می کنند

🔹تیم: 7- به طور دسته جمعی کار را انجام می دهند

🔸گروه: با یکدیگر بحث و گفتگو می کنند، تصمیم گیری می کنند.

درآخر با هم استارت آپ ناموفق بقچه را بررسی می کنیم (تحویل نان آنلاین):

 🔸1- مشخص نبودن دقیق معیار کیفیت

🔸2- پیک تحویل نان

🔸3- نبودن متخصص امورحسابداری

🔸4- عدم وجود قرار داد حقوقی برای اعضای تیم

🔸5- صمیمیت بیش از اندازه اعضای تیم

🔸6- عدم حساسیت به زمان ورود و خروج و مرخصی های افراد

🔸7- روحیه کارمند مابانه بعضی از اعضای تیم و جدایی آنها بعد از توانمند شدن

اصطلاحات رایج در استارت آپ:

1-Seed funding: مراحل رشد یک استارتاپ است.
2- sreies A,B,C: این مرحله جذب سرمایه اولیه از طریق سرمایه گذار است که معمولا روی ایده خام بدون نمونه اولیه (prototype) صورت میگیرد.
3- Exit: مرحله اصلی جذب سرمایه استارتاپ است که با توجه به موفقیت ها و تعداد کاربر (User base) کسب و کار تعیین میشود. در این مرحله استارتاپ به موفقیت رسیده است و ممکن است دو حالت برای آن پیش بیایید.
1-3-Acquisition: که در این مرحله کسب و کار توسط یک شرکت بزرگتر به قیمت خوبی خریداری میشود (مانند خریده شدن واتس اپ یا اینستاگرام توسط شرکت متا)
3- IPO (initial public offering): در این صورت کسب و کار به عنوان یک شرکت مستقل وارد بازار های مالی (بورس) میشود.(مانند شرکت اپل ,تسلا و ...)
6- Unicorn: به استارتاپی که یک ملیارد دلار ارزش داشته باشد اصطلاحا یونیکورن (اسب افسانه ای تک شاخ) گفته می شود.
7- Merg: به ترکیب شدن دو استارتاپ مختلف با هم مرج گفته میشود.
8-VC (Venture capital): شرکت های خصوصی که روی استارتاپ ها سرمایه گذاری میکند و به آن ها مشورت میدهند.(مانند شرکت سرآوا که سرمایه گذار دیجیکالا , ریحون و ... است)
9- Angel investor: افرادی که به صورت شخصی رو استارتاپ ها سرمایه گذاری میکنند.
10- Accelerator: شتاب دهنده ها استارتاپ ها و ایده های کوچک را به مرحله میرسانند که سرمایه گذار روی آن ها سرمایه گذاری کند (مانند شتاب دهنده های ایرانی بانا و تیوان و ...)

نویسنده: پوریا گرجی، کارشناس دپارتمان مهندسی صنایع

اهمیت نورپردازی در معماری را به طور قطع دانش آموختگان رشته معماری درک می کنند و می دانند که بحث نور و نورپردازی چه اهمیتی در طراحی هایشان دارد. در گذشته برای تولید نور از روش های ساده و ابتدایی استفاده می شد اما با گذشت زمان، در این امر پیشرفت هایی حاصل شد. همچنین در گذشته از نور برای گذراندن امرور روزمره و به طور کل برای روشنایی فضاها استفاده می شد، اما در حال حاضر استفاده های دیگری نیز از نور و در کل نورپردازی می شود.

نور:

در معماری برای ایجاد یک فضا که بتواند به صورت برجسته از فضای دیگر قابل تشخیص باشد، از نور استفاده می شود. رابطه بین نور و معماری یک رابطه تنگاتنگ است به گونه ای که یک معمار باید در تلاش باشد تا بتواند بین نور و عناصر معماری رابطه مناسبی برقرار کند.

در معماری، نور را به دو نور طبیعی و مصنوعی تقسیم می کنیم. نور طبیعی که همان نور خورشید است و نور مصنوعی در واقع نورهای دیگر مثل نور لامپ و ...

نورپردازی در معماری:

یک معمار در طی فرآیند طراحی باید جنبه های مهم آن را در نظر داشته باشد. یکی از این بخش های مهم هر کار طراحی، فرآیند نورپردازی نما می باشد. نورپردازی به اندازه ای مهم است که یک بنا را در چشم ببیننده برجسته می کند. اهمیت بحث نورپردازی از جنبه روشنایی فضاها بر کسی پوشیده نیست. به این دلیل که از نور برای روشن کردن فضا استفاده می شود تا افراد بتوانند زندگی عادی خود را داشته باشند. معمولا در معماری از نور طبیعی که همان نور خورشید هست، استفاده می شود و برای بهره گیری از نور مصنوعی، تجهیزات خاص مورد استفاده قرار می گیرد.

اهمیت و تاثیر نورپردازی در معماری چیست؟

همانطور که گفته شد، نورپردازی به اندازه ای مهم است که زیبایی های یک بنا را در چشم ببیننده برجسته می کند. در واقع بدون نور و نورپردازی می توان گفت تقریبا همه بناها و ساختمان ها شبیه هم هستند. اهمیت نورپردازی در معماری از این جهت حائز اهمیت است که دیدن بناها در شب را زیبا می کند. در واقع می توان گفت یک نورپردازی مناسب می تواند بنایی که را که طراحی نامناسب و زشتی دارد را، در نظر ببیننده خوب جلوه کند.

اهمیت و تاثیر نورپردازی در زمان حال، بسیار بیشتر از گذشته است به این دلیل که فقط به جهت روشنایی ساختمان ها و بناها از آن استفاده نمی شود. بلکه برای زیبا ساختن بناها و ساختمان های مسکونی، اداری و .. نیز از این امر استفاده می شود.  البته در زمان حال، اهمیتی که به بحث نورپردازی داده می شود، بسیار بیشتر از گذشته است. به دلیل ایجاد یک سری تغییرات در طراحی های بناها و ساختمان ها، به مرور زمان این اهمیت پررنگ تر شد.

روشنایی در ساختمان ها و بناها چه اهمیتی دارد؟

یک طراحی اصولی و زیبا با وجود نور، زیباتر می شود و اگر نوری نباشد، فضا روشنایی ندارد و نمی توان اطراف را مشاهده کرد. در واقع بدون وجود نور، یک بنا هرچقدر هم که از لحاظ طراحی خاص باشد، معمولی به نظر می رسد. در بحث نورپردازی یک بنا، مواردی را باید در نظر داشته باشیم. همچون نوع سیستم روشنایی، نوع روشنایی، میزان روشنایی موردنیاز و ... . همچنین در بحث نوع سیستم روشنایی، باید مشخصه زیبایی را نیز مدنظر قرار داد به این صورت که هماهنگی بین لامپ ها و اشکال آن ها، روی زیبایی فضا تاثیر زیادی دارد. در زمان استفاده از نور طبیعی یا مصنوعی باید مقدار نوری که موردنیاز می باشد و همینطور کاربری آن بنا یا ساختمان تعیین شده باشد.  

گروه آموزشی پارس پژوهان به منظور آشنایی دانشجویان، مهندسین، فارغ التحصیلان و علاقه مندان به مباحث روشنایی در ساختمان، کلاس های آموزشی نرم افزارهای مرتبط در این زمینه برگزار می کند که می تواند اطلاعات مرتبط با این کلاس ها را در اینجا   مشاهده نمایید.

تاثیر نورپردازی در معماری داخلی، بناهای تاریخی و فضای شهری:

نورپردازی در بحث معماری داخلی به اندازه خود طراحی داخلی اهمیت دارد. اگر به دنبال این هستید طراحی داخلی درست و اصولی انجام دهید، باید موارد مهم در بحث نورپردازی را نیز رعایت کنید و در دستور کار خود قرار دهید. یکی از مواردی که باید در نورپردازی معماری داخلی رعایت شود، میزان روشنایی است که باید کاملا متناسب با نوع کاربرد اتاق یا فضا باشد.

در نورپردازی در بناهای تاریخی، باید بدانیم که این بناها به دلیل قدمت و سبکی که دارند، بسیار بااهمیت و ارزشمند هستند. پس یک معمار در زمان نورپردازی باید هویت آن بنا را در نظر داشته باشد و مطابق با آن این کار را انجام دهد. پس باید بتواند بوسیله نورپردازی، یک بنای تاریخی را نسبت به بناهای دیگر برجسته تر و متمایزتر کند و باید در نظر داشته باشد که در زمان انجام این کار به آن بنا آسیبی وارد نشود.

نورپردازی در شهرها نیز باعث زیباتر شدن ساختمان ها می شود و نیز می توان به عنوان مثال ساختمان های یک منطقه خاص را از این لحاظ با هم هماهنگ کرد. علاوه بر زیبایی در فضای شهری، بحث امنیت معابر برای عبور و مرور نیز یکی دیگر از اهمیت نورپردازی در شهرها می باشد.

نورپردازی در بحث اقتصادی و تبلیغاتی چه اهمیتی دارد؟

از اهمیت نورپردازی در بناهای تاریخی، در دکوراسیون و در فضاهای شهری صحبت کردیم، اما نباید از اهمیت این بحث در پروژه های تبلیغاتی و اقتصادی غافل شد. در بحث تبلیغات کاملا واضح است که اگر اصول اولیه این امر رعایت شود، مشتری ها مجذوب آن محیط تبلیغی تجاری می شوند. در این میان، مکان های تفریحی و گردشگری نیز می توانند به این روش کسب درآمد داشته باشند.

انواع نورپردازی در معماری:

نورپردازی در معماری انواع گوناگونی دارد که هرکدام از آن ها را به تفکیک بیان می کنیم:

عمومی: در واقع این نوع نورپردازی برای روشنایی کل یک فضا استفاده می شود. در این نوع نورپردازی، نور به صورت یکسان و غیرمستقیم به همه نقاط یک فضا تابیده می شود.

وظیفه ای: این نوع نورپردازی به جهت انجام یک وظیفه خاص مورد استفاده قرار می گیرد. مثلا نوری که برای مطالعه کردن یا خیاطی کردن استفاده می شود، از نوع نورپردازی وظیفه ای می باشد. همانطور که می دانید به عنوان مثال برای مطالعه کردن، نور باید در جهت خاصی تعبیه شود تا امکان مطالعه بدون اذیت فراهم باشد. در واقع از این نورپردازی در زمانی استفاده می شود که یک فرد در حال انجام کاری می باشد که به نور بیشتری نیاز دارد.

تاکیدی: این نوع نورپردازی به جهت تاکید روی یک مکان، یا شی یا ... خاص انجام می شود. اگر بخواهیم در یک مکان خاص مثل موزه، ساختمان ها و بناهای تاریخی یا هنری، شخص را به یک نقطه یا به یک شی خاص متمرکز و جذب کنیم، از این نوع نورپردازی استفاده می کنیم.

تزئینی: آخرین نوع از انواع نورپردازی، نورپردازی دکوراتیو یا تزئینی می باشد که به جهت تزئین و زیبایی بخشی، از آن استفاده می شود.

علاقه مندان به آشنایی بیشتر با مبحث روشنایی ساختمان و نورپردازی می توانند از دوره های آموزشی نرم افزارهای DIALux ،Design Builder ،3DS MAX و ... که در گروه آموزشی پارس پژوهان برگزار می شود، استفاده نمایند. برای اطلاعات بیشتر در مورد هر دوره، روی اسم آن کلیک کنید. هم چنین تمامی دوره های آموزشی مرتبط با مهندسی معماری و شهرسازی در اینجا قابل مشاهده است.

نتیجه گیری:

در این نوشتار به اهمیت نورپردازی در معماری پرداختیم و همانطور که گفته شد، رابطه بین معماری و نور به گونه ای است که یک معمار باید در تلاش باشد برای زیباتر شدن کار طراحی خود، اصول اولیه نورپردازی را رعایت کند. در واقع اهمیت نورپردازی در معماری به گونه ای است که می تواند یک بنا را در چشم بیننده متمایز و برجسته نماید. بنابراین یک معمار باید با مفاهیم و اصول اولیه این امر آشنایی داشته باشد. به این منظور گروه آموزشی پارس پژوهان برای علاقمندان به این زمینه، کلاس های آموزشی برگزار می کند که تمامی اطلاعات مرتبط با این کلاس ها را می توانید در اینجا ببینید.

امیدواریم به وسیله این نوشتار، توانسته باشیم اطلاعات و مفاهیم ارزشمندی در زمینه نورپردازی و اهمیت و کاربرد آن در زمینه معماری های امروز به شما علاقمندان ارائه کرده باشیم. شما نیز می توانید در قسمت نظرات، نظر ارزشمند خود را در مورد این نوشته بیان نمایید.

در دنیای پرچالش امروز که امنیت و حفاظت از جان و مال انسان‌ها در اولویت قرار دارد، استفاده از تجهیزات مقاوم در برابر تهدیدهای فیزیکی، به‌ویژه در حوزه‌های نظامی، بانکی، خودروسازی و معماری مدرن، اهمیت فزاینده‌ای پیدا کرده است. شیشه ضد گلوله یکی از مهم‌ترین نوآوری‌ها در این زمینه است که با ساختاری چندلایه و ترکیب هوشمندانه‌ای از مواد پلیمری و شیشه‌ای، قابلیت مقاومت در برابر گلوله، انفجار و ضربات سنگین را دارد.

 برخلاف تصور رایج، این شیشه‌ها کاملاً غیرقابل نفوذ نیستند، اما انرژی ناشی از برخورد پرتابه را جذب کرده و از عبور آن جلوگیری می‌کنند. شناخت دقیق عملکرد این شیشه‌ها، فرآیند طراحی و ساخت آن‌ها و نیز کاربردهای گسترده‌شان در صنایع مختلف، می‌تواند دید جامع‌تری نسبت به یکی از مهم‌ترین فناوری‌های حفاظتی قرن بیست و یکم ارائه دهد. در این مقاله با نگاهی فنی و کاربردی، به بررسی همه‌جانبه شیشه ضد گلوله خواهیم پرداخت.

شیشه ضد گلوله چیست؟

شیشه ضد گلوله (Bulletproof Glass) یا شیشه مقاوم در برابر گلوله، نوعی شیشه تقویت‌شده چند لایه است که برای مقاومت در برابر اصابت گلوله، ضربات شدید و فشار بالا طراحی می‌شود. این شیشه‌ها برخلاف شیشه‌های معمولی که در اثر ضربه به‌راحتی می‌شکنند، از چندین لایه شیشه و مواد پلیمری نظیر پلی‌کربنات یا PVB ساخته شده‌اند که انرژی ناشی از برخورد گلوله را جذب کرده و پراکنده می‌کنند.

به دلیل ساختار ترکیبی و انعطاف‌پذیر لایه‌ها، شیشه ضد گلوله توانایی جلوگیری از نفوذ گلوله و در بسیاری موارد، حفظ یکپارچگی ساختاری پس از ضربه را دارد. بسته به سطح امنیت مورد نیاز، ضخامت و ترکیب لایه‌ها تغییر می‌کند تا در برابر انواع مختلف تهدیدات، از سلاح‌های سبک گرفته تا انفجارهای محدود، مقاومت ایجاد شود. این نوع شیشه کاربرد گسترده‌ای در اماکن حساس مانند سفارت‌خانه‌ها، خودروهای نظامی و بانکی، برج‌های امنیتی و ساختمان‌های دولتی پیدا کرده و امروزه یکی از اجزای کلیدی فناوری‌های حفاظتی به شمار می‌رود.

ساختار شیشه ضد گلوله

شیشه‌های ضد گلوله معمولاً به دو شیوه طراحی می‌شوند: متقارن و نامتقارن. در طراحی متقارن، ساختار شیشه از هر دو طرف یکسان است و توانایی توقف گلوله را از هر جهت دارد. اما در اغلب کاربردها، از طراحی نامتقارن استفاده می‌شود، چون با مصرف کمترِ مواد، مقاومت مؤثرتری در برابر پرتابه‌ها ایجاد می‌کند. این نوع شیشه فقط از سمت حمله مقاوم است، بنابراین هنگام نصب باید جهت آن با دقت مشخص شود: سمت حمله رو به تهدید قرار می‌گیرد و سمت دفاعی رو به فضای محافظت‌شده.

برای دستیابی به حداکثر ایمنی با حداقل وزن و ضخامت، ترکیب شیشه و پلی‌کربنات انتخاب ایده‌آلی است. این نوع شیشه‌ها به‌ویژه در ساختمان‌های عمومی یا ویلاها کاربرد گسترده‌ای دارند و در برابر سرقت عملکردی بهتر از بسیاری از نمونه‌های مشابه ارائه می‌دهند.

از جمله مزایای این نوع شیشه می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• کاهش وزن قابل توجه نسبت به شیشه‌های تمام‌سکوریت
• ضخامت کمتر همراه با حفظ مقاومت بالا
• عملکرد بهتر در مقابله با تهدیدات فیزیکی و سرقت
• مناسب برای پروژه‌های ساختمانی حساس یا امنیتی

با توجه به پیچیدگی‌های طراحی و نصب این شیشه‌ها، آشنایی با نرم‌افزارهای تخصصی مرتبط، بخش مهمی از فرآیند یادگیری و تسلط بر این حوزه است که به شما کمک می‌کند پروژه‌ها را دقیق‌تر و با کیفیت بالاتر اجرا کنید.

از جمله دوره‌های نرم افزارهای مرتبط شامل موارد زیر است:

• دوره آموزش آباکوس Abaqus سازه
• دوره آموزش تحلیل مکانیک شکست در آباکوس Abaqus
• دوره آموزش رویت استراکچرز Revit Structure
•  دوره آموزش اتوکد AutoCAD عمومی 

عملکرد شیشه ضد گلوله چگونه است؟

شیشه ضد گلوله با استفاده از ترکیبی از لایه‌های شیشه سخت و پلیمرهای انعطاف‌پذیر طراحی می‌شود که هر کدام نقش متفاوتی در متوقف کردن گلوله ایفا می‌کنند. هدف اصلی این ساختار، کاهش انرژی پرتابه و جلوگیری از نفوذ آن است.

مکانیزم عملکرد این شیشه‌ها به این صورت است:

• شیشه سخت در لایه بیرونی باعث تغییر شکل گلوله می‌شود، مسیر آن را منحرف می‌کند و بخش عمده‌ای از انرژی آن را جذب می‌کند.
• لایه پلی‌کربنات یا پلاستیک انعطاف‌پذیر در بخش پشتی، با تغییر شکل، انرژی باقی‌مانده گلوله را جذب کرده و از نفوذ آن به محیط داخلی جلوگیری می‌کند.
• ضخامت پلی‌کربنات نقش کلیدی در میزان مقاومت دارد؛ هرچه ضخامت بیشتر باشد، توانایی مهار پرتابه‌های با انرژی بالاتر بیشتر می‌شود.
• مواد چسبنده بین لایه‌ها مانند پلی‌وینیل بوتیرال (PVB)، پلی‌یورتان، سنتری‌گلس یا اتیلن-وینیل‌استات، باعث اتصال محکم لایه‌ها و پخش بهتر ضربه در سطح می‌شوند.
• فرآیندهای تقویتی شیمیایی یا حرارتی نیز بر مقاومت شیشه‌ها تأثیر می‌گذارند و ساختاری بسیار مقاوم ایجاد می‌کنند.

این طراحی چندلایه که ابتدا در خودروهای نظامی جنگ جهانی دوم استفاده شد، امروزه در طیف گسترده‌ای از کاربردها از جمله ساختمان‌های امنیتی، وسایل نقلیه ویژه و سازه‌های حساس به کار می‌رود. البته باید توجه داشت که این شیشه‌ها به‌دلیل لایه‌لایه بودن، معمولاً ضخیم و سنگین‌ هستند.

ضخامت شیشه ضد گلوله و سطح مقاومت

شیشه‌های مقاوم در برابر گلوله از چند لایه مختلف ساخته می‌شوند. ساده‌ترین نوع این شیشه‌ها حداقل از سه لایه تشکیل شده: دو ورق شیشه معمولی و یک لایه پلاستیک که میان آن‌ها قرار گرفته است. میزان ضخامت این شیشه‌ها به تعداد لایه‌ها و قدرت سلاحی بستگی دارد که قرار است در برابر آن مقاومت کنند. به طور معمول، ضخامت آن‌ها از ۰٫۲۵ تا ۳٫۵ اینچ متغیر است و با افزایش سرعت و قدرت شلیک گلوله، ضخامت نیز باید بیشتر شود.

برای سطوح مختلف تهدید، از شیشه‌هایی با سطح مقاومت متفاوت استفاده می‌شود:

• تفنگ‌های دستی کوچک (سطح ۱):
  مناسب برای محافظت از فضاهایی مثل پمپ‌بنزین‌ها، داروخانه‌ها و فروشگاه‌های کوچک.
• تفنگ‌های دستی کالیبر بزرگ (سطح ۲):
  این شیشه‌ها توانایی مقاومت در برابر گلوله‌های سنگین‌تر را دارند.
• تفنگ‌های دستی بسیار قدرتمند (سطح ۳):
  کاربرد این شیشه‌ها بیشتر برای ساختمان‌های پرریسک مانند مراکز دولتی است.
• سلاح‌های خودکار یا تفنگ‌های تهاجمی (سطح ۴ تا ۸ یا درجه B7):
  این سطح از شیشه‌ها برای محافظت از مکان‌های حساس‌تری مانند سفارت‌خانه‌ها، مراکز نظامی یا ساختمان‌های دولتی با امنیت بالا به کار می‌رود.

امروزه با پیشرفت دانش مواد، مهندسان موفق شده‌اند شیشه‌های ضد گلوله‌ای طراحی کنند که در عین سبک‌تر بودن، مقاومت بالاتری هم دارند.

کاربردهای شیشه ضد گلوله

شیشه‌های ضد گلوله به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود، در بسیاری از حوزه‌ها کاربرد فراوانی دارند. این شیشه‌ها با توجه به درجه مقاومت و نوع طراحی، می‌توانند از جان و مال افراد در مقابل تهدیدات مختلف مانند حملات مسلحانه، سرقت، یا حتی شرایط خطرناک صنعتی محافظت کنند. در جدول زیر، مهم‌ترین کاربردهای شیشه ضد گلوله و توضیح مختصری درباره هر کدام ارائه شده است تا دید جامع‌تری نسبت به استفاده‌های این فناوری پیشرفته داشته باشید.

تاریخچه شیشه ضد گلوله

بر اساس برخی منابع، اولین نمونه‌های مقاوم شیشه به حدود سال 1600 میلادی برمی‌گردد. در آن زمان، شیشه‌هایی به نام «قطره‌های پرنس روپرت» ساخته می‌شدند که شکلی شبیه به قطره داشتند؛ انتهای بزرگ و دمی باریک و بلند. این شیشه‌ها با چکاندن شیشه مذاب در آب تولید می‌شدند و به دلیل خنک شدن سریع، قسمت پیازی‌شکلشان در برابر ضربه‌های شدید حتی چکش بسیار مقاوم بود؛ اما یک ضربه کوچک به بخش باریک، کل شیشه را خرد می‌کرد.

مردم آن زمان این شیشه‌ها را «ضد گلوله» نمی‌نامیدند، اما می‌توان گفت اولین نمونه‌های شیشه مقاوم به ضربه و گلوله از همین‌جا شروع شد. شیشه ضد گلوله مدرن اما در سال 1903 و توسط ادوارد بندیکتوس، شیمیدان فرانسوی، به‌طور اتفاقی اختراع شد. هنگام انجام آزمایشی با محلول نیترات، فلاسکی که در دستش بود افتاد و شکست، اما قطعات شیشه از هم جدا نشدند. همین اتفاق ایده ترکیب پلاستیک و شیشه را در ذهن او ایجاد کرد و انقلابی بزرگ در ایمنی و امنیت رقم زد.

همان‌طور که این مطلب نشان داد، بسیاری از پیشرفت‌های بزرگ مهندسی از ترکیب علم، خلاقیت و حتی اتفاقات غیرمنتظره به وجود آمده‌اند. اگر دوست دارید با یکی از مهم‌ترین شاخه‌های مهندسی که نقش بزرگی در ساخت مواد و تأمین رفاه زندگی روزمره ما دارد آشنا شوید، پیشنهاد می‌کنیم مقاله مهندسی مواد چیست؟ را بخوانید.

جمع‌بندی

شیشه‌های ضد گلوله حاصل ترکیب فناوری‌های نوین و مهندسی پیشرفته مواد هستند که با ساختاری چندلایه، توان مقابله با ضربات شدید و پرتابه‌های پرسرعت را فراهم می‌کنند. این نوع شیشه‌ها نه تنها در صنایع نظامی و امنیتی، بلکه در ساختمان‌سازی، طراحی شهری، فضاهای عمومی و حتی مصارف شخصی کاربرد گسترده‌ای یافته‌اند. شناخت دقیق عملکرد این شیشه‌ها، آگاهی از سطح مقاومت آن‌ها و نحوه استفاده درست، برای متخصصان حوزه‌های مختلف یک ضرورت محسوب می‌شود.

برای کسب مهارت در تحلیل و طراحی این نوع سازه‌ها، تسلط بر ابزارها و نرم‌افزارهای تخصصی مرتبط اهمیت زیادی دارد. دوره‌های گروه آموزشی پارس پژوهان فرصتی مناسب جهت ارتقای دانش فنی و عملی در این زمینه فراهم کرده است.

نویسنده: لعیا نوغانچی صالح، کارشناس مهندسی عمران.

سیستم‌های پایپینگ یا لوله‌کشی صنعتی، به مثابه رگ‌های حیاتی در هر واحد صنعتی عمل می‌کنند که وظیفه‌ی انتقال ایمن، کارآمد و اقتصادی سیالات (مایعات، گازها، دوغاب‌ها و...) را از نقطه‌ای به نقطه‌ی دیگر بر عهده دارند. این شاخه‌ی گسترده از مهندسی، صرفاً به نصب چند لوله محدود نمی‌شود، بلکه مجموعه‌ای پیچیده از فعالیت‌های طراحی، انتخاب مواد، تحلیل تنش، ساخت، نصب و بازرسی را در بر می‌گیرد که همگی باید بر اساس استانداردها و کدهای دقیق صنعتی انجام شوند. درک صحیح از اصول پایپینگ برای مهندسان رشته‌های مکانیک، شیمی، مواد و عمران که قصد فعالیت در صنایع فرآیندی را دارند، امری ضروری است. در این مقاله به صورت جامع به معرفی پایپینگ، کاربردهای آن در صنایع مختلف، نرم‌افزارهای طراحی و اصول تحلیل تنش می‌پردازیم.

پایپینگ Piping (لوله کشی صنعتی) چیست؟

پایپینگ (Piping) به شبکه‌ای از لوله‌ها، اتصالات (Fittings)، شیرآلات (Valves)، نگهدارنده‌ها (Supports) و سایر اجزای مرتبط گفته می‌شود که برای انتقال سیالات از یک نقطه به نقطه‌ی دیگر در یک واحد صنعتی یا تجاری طراحی و نصب می‌شود. هدف اصلی یک سیستم پایپینگ، جابجایی سیال با رعایت الزامات فرآیندی (مانند فشار و دمای مشخص)، ایمنی بالا، هزینه‌ی بهینه و حداقل افت انرژی است.

یک پروژه‌ی پایپینگ شامل سه بخش اصلی است: طراحی، تامین و خرید کالا، و اجرا. بخشی که مهندسان پایپینگ به طور مستقیم با آن درگیر هستند، بخش طراحی است. در این بخش، مهندسان بر اساس اصول و استانداردهای تدوین شده برای هر صنعت، مسیر لوله‌ها، جانمایی تجهیزات، انتخاب مواد، طراحی نگهدارنده‌ها و تحلیل تنش‌های سیستم را انجام می‌دهند. برای مثال، در صنعت نفت و گاز، استانداردهای آمریکایی مانند ASME- American Society of Mechanical Engineers و API- American Petroleum Institute به عنوان مراجع اصلی مورد استفاده قرار می‌گیرند. علاقه‌مندان به این حوزه معمولاً فارغ‌التحصیلان رشته‌های مهندسی مکانیک، شیمی، مواد و معدن هستند که با کسب مهارت‌های تخصصی، آماده ورود به این بازار کار گسترده می‌شوند.

2. پایپینگ Piping در کدام صنایع کاربرد دارد؟

اگرچه در نگاه اول ممکن است پایپینگ فعالیتی مختص صنعت نفت و گاز به نظر برسد، اما این حوزه در طیف وسیعی از صنایع کاربرد دارد. در ادامه به بررسی نقش پایپینگ در برخی از مهم‌ترین صنایع می‌پردازیم.

2.1. پایپینگ در صنعت نفت، گاز و پتروشیمی

این صنعت به دلیل قدمت، حجم عظیم سرمایه‌گذاری و حساسیت بالای فرآیندها، پیشرفته‌ترین و مدون‌ترین استانداردها را در حوزه‌ی پایپینگ دارد. سیستم‌های پایپینگ در پالایشگاه‌ها، واحدهای پتروشیمی و سکوهای نفتی، وظیفه‌ی انتقال مواد خورنده، سمی، قابل اشتعال و با فشار و دمای بسیار بالا را بر عهده دارند. به همین دلیل، طراحی در این صنعت با سخت‌گیری‌های فراوانی همراه است و تسلط بر آن، مهندسان را برای فعالیت در سایر صنایع نیز آماده می‌کند.

2.2. پایپینگ در صنعت ساخت و ساز و ساختمان

در صنعت ساختمان، سیستم‌های پایپینگ عمدتاً برای دو هدف اصلی طراحی می‌شوند: آب‌رسانی (آب سرد و گرم مصرفی) و گازرسانی. علاوه بر این، سیستم‌های گرمایش، سرمایش و تهویه مطبوع (HVAC) و سیستم‌های اطفاء حریق نیز بخش مهمی از پایپینگ ساختمانی را تشکیل می‌دهند. برای ساختمان‌های کوچک، نقشه‌های دوبعدی خروجی از نرم‌افزارهای CAD معمولاً کافی است، اما در پروژه‌های بزرگ مانند برج‌ها، بیمارستان‌ها یا موتورخانه‌های مرکزی، نیاز به طراحی دقیق‌تر با استفاده از نرم‌افزارهای تخصصی پایپینگ و تهیه نقشه‌های ایزومتریک (Single Line) احساس می‌شود.

2.3. پایپینگ در صنعت آب و تصفیه فاضلاب

با توجه به بحران جهانی کمبود آب، صنعت تصفیه آب و فاضلاب در حال گسترش و توسعه‌ی چشمگیری است. سیستم‌های پایپینگ در این صنعت وظیفه‌ی انتقال آب خام، آب تصفیه‌شده، فاضلاب و مواد شیمیایی مورد استفاده در فرآیند تصفیه را بر عهده دارند. اگرچه حساسیت‌ها و فشارهای کاری در این صنعت معمولاً کمتر از صنعت نفت و گاز است، اما حجم بالای پروژه‌ها و نیاز روزافزون به این زیرساخت، بازار کار جذابی را برای مهندسان پایپینگ ایجاد کرده است. این حوزه می‌تواند نقطه‌ی ورود مناسبی برای فارغ‌التحصیلان تازه‌کار باشد.

• سایر صنایع مرتبط:
• صنایع غذایی و دارویی: نیازمند پایپینگ بهداشتی (Sanitary Piping) با استانداردهای بسیار سخت‌گیرانه برای جلوگیری از آلودگی.
• نیروگاه‌ها: برای انتقال بخار با فشار و دمای بالا، آب خنک‌کننده و سوخت.
• صنایع معدنی: برای انتقال دوغاب (Slurry) و مواد شیمیایی فرآوری.
• سیستم‌های آتش‌نشانی: طراحی شبکه‌های اسپرینکلر و رایزرهای آتش‌نشانی در ساختمان‌ها و واحدهای صنعتی.

3. معرفی نرم‌افزارهای طراحی پایپینگ Piping

امروزه، طراحی سیستم‌های پایپینگ با کمک ابزارهای نرم‌افزاری قدرتمندی انجام می‌شود که فرآیند مدل‌سازی سه‌بعدی، تولید نقشه‌ها و مدیریت داده‌ها را تسهیل می‌کنند. در جدول زیر، رایج‌ترین نرم‌افزارهای این حوزه که در مقاله آموزش نرم افزار های مهندسی نفت (4 نرم افزار کاربردی) نیز برخی از آن‌ها نام برده شده است، مقایسه شده‌اند.

در صنایع فرآیندی نظیر نفت، گاز و پتروشیمی، تسلط بر نرم‌افزارهای تخصصی طراحی و مدل‌سازی، یکی از ارکان اصلی موفقیت حرفه‌ای برای مهندسان به شمار می‌رود. توانایی کار با مجموعه‌ای یکپارچه از ابزارهای مهندسی، از طراحی پایه تا تحلیل‌های پیچیده، یک مزیت رقابتی کلیدی در بازار کار محسوب می‌شود.

در این میان، دوره های گروه آموزشی پارس پژوهان به عنوان یک مرجع تخصصی، مسیری ساختاریافته برای کسب این مهارت‌های حیاتی ارائه می‌دهند. این مسیر آموزشی اغلب با دوره آموزش اتوکد (AutoCAD) آغاز می‌شود که مبنای تهیه نقشه‌های دو بعدی و اسناد مهندسی پایه است. سپس، مهارت‌ها با یادگیری ابزارهای پیشرفته مدل‌سازی سه‌بعدی در دوره آموزش پی دی ام اس (PDMS) مقدماتی و دوره آموزش پی دی ام اس (PDMS) پیشرفته و نسل جدید آن در دوره آموزش طراحی پایپینگ با AVEVA E3D به سطح بالاتری ارتقا می‌یابد. در نهایت، برای اطمینان از ایمنی و پایداری سیستم‌های لوله‌کشی طراحی‌شده، دانش تحلیل تنش با استفاده از دوره آموزش سزار (CAESAR II) مقدماتی و سپس دوره آموزش سزار (CAESAR II) پیشرفته تکمیل می‌گردد.

کسب مجموعه‌ای از این مهارت‌ها، یک مهندس را قادر می‌سازد تا در تمامی مراحل یک پروژه، از طراحی مفهومی تا تحلیل نهایی، نقش مؤثری ایفا کند و جایگاه خود را به عنوان یک متخصص جامع در صنعت تثبیت نماید.

4. تحلیل تنش در سیستم‌های پایپینگ Piping

پس از آنکه مسیر لوله‌ها و جانمایی تجهیزات توسط مهندس طراح پایپینگ مشخص شد، نوبت به یکی از حیاتی‌ترین مراحل طراحی، یعنی تحلیل تنش (Stress Analysis) می‌رسد. وظیفه‌ی اصلی مهندس تحلیل تنش، اطمینان از ایمنی و یکپارچگی مکانیکی سیستم پایپینگ در طول عمر آن است. این تحلیل با در نظر گرفتن تمام بارهای احتمالی که به سیستم وارد می‌شود، انجام می‌گیرد.

بارهای وارد بر سیستم پایپینگ:

• بارهای ثابت (Sustained Loads): شامل وزن لوله، سیال داخل آن و تجهیزات نصب‌شده بر روی خط.
• بارهای حرارتی (Thermal Loads): ناشی از انبساط یا انقباض لوله به دلیل تغییرات دمای سیال یا محیط.
• بارهای متغیر (Occasional Loads): شامل بارهای ناشی از باد، زلزله، ضربه قوچ (Water Hammer) و ارتعاشات.

مهندس تحلیل تنش با استفاده از نرم‌افزارهای تخصصی مانند CAESAR II، تنش‌های ایجاد شده در نقاط مختلف سیستم را محاسبه کرده و آن‌ها را با مقادیر مجاز تعریف‌شده در کدهای استاندارد (مانند ASME B31.1 برای پایپینگ نیروگاهی و ASME B31.3 برای پایپینگ فرآیندی) مقایسه می‌کند. خروجی این تحلیل، تعیین محل و نوع ساپورت‌ها، بررسی بارهای وارد بر نازل تجهیزات (مانند پمپ‌ها و مخازن) و اطمینان از انعطاف‌پذیری کافی سیستم برای جذب انبساط‌های حرارتی است. نرم‌افزار سزار به دلیل اینکه کاملاً بر مبنای الزامات کدها طراحی شده، تفسیر نتایج را برای کاربر بسیار ساده‌تر می‌کند.

5. جمع‌بندی

پایپینگ، فراتر از یک فعالیت ساده‌ی لوله‌کشی، یک حوزه‌ی تخصصی و چندوجهی از مهندسی است که نقشی غیرقابل انکار در موفقیت و ایمنی پروژه‌های صنعتی ایفا می‌کند. از طراحی اولیه و انتخاب مواد گرفته تا مدل‌سازی سه‌بعدی با نرم‌افزارهای پیشرفته و تحلیل دقیق تنش‌ها، هر مرحله از این فرآیند نیازمند دانش فنی، دقت و پایبندی به استانداردها است. با توجه به گستردگی کاربرد پایپینگ در صنایع مختلف، از نفت و گاز گرفته تا آب و ساختمان، فرصت‌های شغلی متنوعی برای مهندسان علاقه‌مند و ماهر در این زمینه وجود دارد. تسلط بر ابزارهای نرم‌افزاری مدرن و درک عمیق از اصول تحلیل تنش، کلید ورود به این دنیای جذاب و تبدیل شدن به یک متخصص کارآمد در شریان‌های حیاتی صنعت است.

نویسنده: ستاره دهقان - کارشناس تاسیسات و انرژی

برد الکتریکی یکی از قطعات سخت‌افزاری در دستگاه‌های برقی به شمار می‌رود که یک اختراع انقلابی در دنیای تکنولوژی و الکترونیک محسوب می‌گردد. این قطعه‌ جادویی که قلب تپنده‌ هر ابزار الکترونیکی است از گوشی‌های همراه گرفته تا لپ تاپ‌ها و تلویزیون‌های خانگی تا پیچیده‌ترین ابزارهای الکترونیکی در صنایع پیشرفته را در بر گرفته و نقش مهمی ایفا می‌نماید. در مقاله مهندسی برق چیست؟ (گرایش ها، بازار کار و درآمد)، گفتیم که گرایش الکترونیک یکی از گرایش‌های جذاب و پرطرفدار مهندسی برق است. در این مقاله نیز شما با بردهای الکتریکی به صورت تخصصی آشنا خواهید شد.

تاریخچه بردهای الکتریکی

بردهای الکتریکی بخش مهمی از یک دستگاه الکترونیکی را تشکیل می‌دهند. قطعات الکتریکی مختلف بر روی یک صفحه با طراحی خاص مونتاژ و متصل می‌گردند و امکان انجام عملیات‌های پیچیده و دقیق را ممکن می‌سازند. در یک برد هر جزء باید با دقت طراحی و در موقعیت مناسب قرار گیرد تا عملکرد صحیح دستگاه تضمین شود. بخش اعظم این برد از فایبرگلاس یا یک نارسانا تشکیل می‌شود تا امکان ایجاد یک مدار الکتریکی را روی آن میسر سازد و همچنین سایر قطعات و متعلقات این مدار که شامل آی سی، مقاومت و خازن است که بر روی برد سوار می‌شود.

 اختراع بردهای الکتریکی به سال ۱۹۰۳ برمی‌گردد. آلبرت هانسون، مخترع آلمانی، اولین اختراع خود را برای دستگاهی شبیه به PCB که نوع خاصی از بردهای الکترونیکی است و برای استفاده در سیستم‌های تلفن ساخته بود، ثبت کرد. این دستگاه یک رسانای مسطح برای یک برد عایق چند لایه بود. این برد درست مانند PCB های سوراخ‌دار امروزی، ساختاری سوراخ‌دار و رساناهایی نیز در هر دو طرف داشت. در ادامه در سال ۱۹۲۷، چارلز دوکاس نسخه‌ای از برد مدار را به ثبت رساند. او از یک شابلون برای چاپ سیم‌ها روی برد با جوهر رسانا استفاده کرد و یک مسیر الکترونیکی را روی یک سطح عایق قرار داد.

تفاوت برد الکترونیکی و الکتریکی

ممکن است شما در سال‌های ابتدایی تحصیل در مهندسی برق باشید و بسیاری از تعاریف اولیه را ندانید. یا حتی فردی علاقه مند به حیطه الکترونیک هستید. در اینجا به شما تفاوت بین دو کلمه‌ی پرکاربرد الکترونیک و الکتریک را خواهیم گفت. در الکتریک ابعاد و محاسبات به صورت ماکروسکوپی است و با ولتاژها و جریان‌های بالا سروکار خواهیم داشت تا سیستم‌های گسترده پوشش داده شوند. در مقابل، الکترونیک به شکل میکروسکوپی ارائه خواهد شد و بر ولتاژها و جریان‌های پایین تمرکز دارد که شامل دستگاه‌هایی در مقیاس کوچک‌تر خواهد شد.

بهتر است بدانید که ساخت و طراحی مدارهای الکتریکی جزئی از رشته‌های مهندسی برق، کامپیوتر و الکترونیک به شمار می‌رود. الکترونیک به مجموعه‌ گسترده‌ای از الکتریسیته گفته می‌شود که با حرکت الکترون‌ها در انواع مدارهای نیمه‌هادی سر و کار دارد. به عبارتی الکترونیک زیرمجموعه الکتریک است. همچنین دستگاه‌های الکتریکی نظیر فن و لامپ با AC یعنی جریان متناوب کار می‌کنند درحالی‌که دستگاه‌های الکترونیکی مانند رایانه، تلفن همراه و لپ تاپ با جریان مستقیم DC کار می‌کنند. (در لپ تاپ‌ها و تلفن‌های همراه هنگامی که ما باتری را با AC شارژ می‌کنیم در واقع شارژ AC را به DC تبدیل می‌کنند و سپس فقط برق در باتری‌ها به شکل DC ذخیره می‌شود.)

انواع بردهای الکتریکی

هدف از ساخت یک برد، فراهم کردن یک رابط فیزیکی برای اجزا و امکان انتقال سیگنال‌ها بین آن‌ها از طریق مسیرهای مسی است. ساختار برد الکتریکی، امکان ایجاد مدارهای الکتریکی پیچیده را به شکلی ثابت و فشرده فراهم می‌کند. طراحی و ساخت مناسب برد الکترونیکی برای عملکرد کل دستگاه بسیار مهم است. در اینجا برخی از مهم‌ترین انواع بردهای الکتریکی را که هر کدام برای کاربردهای خاصی طراحی شده‌اند مشاهده می‌نمایید:

بردهای مدار چاپی (PCB)

بردهایی با ساختار سخت هستند که برای اتصال قطعات الکتریکی به یکدیگر استفاده می‌شوند و از سطوح فلزی تعبیه شده و نواحی بزرگ‌تر فلزی به نام صفحات تشکیل شده‌اند. در اکثر دستگاه‌های الکترونیکی مانند کامپیوترها، تلویزیون‌ها و گوشی‌های هوشمند به کار می‌روند. بردهای مدار چاپی (PCB) بر اساس فرآیندهای تولید، مشخصات طراحی و کاربرد مانند پزشکی، صنایع و هوافضا طبقه‌بندی می‌شوند. انواع مختلفی از PCB وجود دارد که هر کدام طراحی ساخت خاص خود را دارند:

• یک طرفه
• دو طرفه
• چند لایه
• غیر انعطاف‌پذیر
• انعطاف پذیر
• ترکیب سخت و انعطاف پذیر
• HDI
• LED

همچنین برای کسب اطلاعات بیشتر راجب PCB، وبلاگ PCBWay می‌تواند کمک کننده باشد.

بردهای توسعه‌دهنده (Development Boards)

بردهای توسعه‌دهنده، بردهای مدار چاپی هستند که یک میکروکنترلر یا یک ریزپردازنده روی آن‌ها نصب شده و یک توسعه‌دهنده باتجربه می‌تواند از آن‌ها برای نمونه‌سازی اولیه و تولید و تکرار انواع ‌محصولات هوشمند استفاده کند. از این بردها در قالب دوربین امنیتی کوچک یا دستگاه‌های اینترنت اشیا، استفاده می‌شود. از جمله نمونه‌های این برد می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

• بردهای میکروکنترلر: میکروکنترلر در واقع یک میکرو‌کامپیوتر فشرده است که شامل اجزایی مانند حافظه، وسایل جانبی و از همه مهم‌تر پردازنده است. برد میکروکنترلر برای توسعه یک سیستم تعبیه ‌شده استفاده می‌گردد. این برد شامل یک میکروکنترلر، پین‌های ورودی و خروجی، منبع تغذیه و رابط‌های ارتباطی است. برد میکروکنترلر بستری را برای مهندسان طراح فراهم می‌کند تا کدها را بنویسند و آزمایش کنند و همچنین آن‌ها را قادر می‌سازد تا قبل از رفتن به مرحله طراحی محصول، پروژه‌های الکترونیکی خود را تایید کنند. میکروکنترلر در دستگاه‌هایی به کار می‌رود که نیاز به درجه‌ای از کنترل از جانب کاربر دارند نظیر ماشین لباسشویی، مایکرویو، دوربین دیجیتال، اتومبیل، تلفن‌های هوشمند و ربات‌ها.
•  Arduino: آردوینو یک برد الکترونیکی توسعه‌دهنده بسیار کوچک مبتنی بر میکروکنترلر است که بر اساس سخت‌افزار و نرم‌افزار به صورت منعطف و ساده طراحی شده است و می‌توانید از ساده‌ترین تا پیچیده‌ترین کارها را به یک برد آردوینو بسپارید تا انجام دهد. آردوینو دارای هسته پردازنده و حافظه و درگاه ورودی و خروجی برنامه‌ریزی است و این برد الکترونیکی می‌تواند با استفاده از سنسورهای مختلف محیط اطراف خود را احساس کند و با کنترل لامپ‌ها و موتورها بر دنیای اطراف خود تاثیرگذار باشد.
•  Raspberry Pi: رزبری پای نام مجموعه‌ای از کامپیوترهای تک بردی است که توسط بنیاد رزبری پای، یک موسسه خیریه بریتانیایی ساخته شده است. مدل اصلی رزبری پای دارای یک پردازنده تک‌هسته‌ای ۷۰۰ مگاهرتز و تنها ۲۵۶ مگابایت رم است و آخرین مدل دارای یک پردازنده چهار هسته‌ای با سرعت کلاک بیش از ۱.۵ گیگاهرتز و ۴ گیگابایت رم است.
•  STM32: اس تی ام 32 خانواده‌ای از مدارهای میکروکنترلر و ریزپردازنده ۳۲ بیتی است که توسط شرکت STMicroelectronics ساخته شده است. میکروکنترلرهای STM32 بر اساس هسته پردازنده ARM 32 بیتی یکسانی ساخته شده‌اند.
• بردهای FPGA: بردهای (FPGA (Field Programmable Gate Array به کاربران این امکان را می‌دهند که انواع سخت ‌افزار را در پردازش سیگنال و کاربردهای صنعتی برنامه‌ریزی نمایند. اگر FPGA را مانند کتاب سفید و خالی در نظر بگیرید می‌توانید به عنوان نویسنده درباره‌ی هدف آن تصمیم‌گیری نمایید. بخش (قابل برنامه‌ریزی) به این معنی است که می‌توانید هدف دستگاه را در هر زمانی ویرایش و بازنویسی کنید که این ویژگی برای مراحل نمونه‌سازی اولیه که نیاز به تغییرات دارد مناسب‌ خواهد بود. برای استفاده از این برد باید زبان توسعه سخت‌افزار به عنوان مثال HDL را یاد بگیرید. HDL ها به توسعه‌دهنده کمک می‌کنند تا بداند دستگاه چگونه به پیکربندی‌های مختلف پاسخ می‌دهد.
  

کاربرد بردهای الکتریکی

برخی از بردهای الکتریکی کاربرد بیشتری در صنعت دارند که می‌توانید کاربردهای مهم آن‌ها را در ادامه مشاهده کنید تا برای یادگیری آن‌ها بتوانید مناسب‌ترین را با توجه به تخصص خود انتخاب نمایید. این نکته را در نظر بگیرید که آردوینو، یک برد توسعه مبتنی بر میکروکنترلر است و FPGA ها نوع خاصی از تراشه‌های قابل برنامه ریزی هستند که در قالب بردهای مخصوص عرضه می‌شوند. بنابراین انواع بردهای الکترونیکی عبارتند از بردهای مبتنی بر میکروکنترلر (مانند FPGA ،(Arduino و سایر انواع بردهای توسعه.

کدامیک را برای یادگیری انتخاب کنیم؟ FPGA  یا میکروکنترلر؟

برای درک این که کدامیک از این دو برد مهم الکتریکی را می‌توانید انتخاب نمایید باید به تفاوت‌های آن‌ها توجه کنید سپس با مقایسه‌ی این موارد به بهترین انتخاب دست خواهید یافت:

در جدول زیر نیز موقعیت‌های شغلی به همراه میانگین درآمد ماهیانه برای افرادی که در کار کردن با این بردهای الکتریکی مهارت دارند آورده شده است:

آینده بردهای الکتریکی و فناوری‌های نوین

با گسترش صنایع، کارخانه‌جات و استفاده از بردهای الکتریکی برای آسان‌تر شدن زندگی روزمره‌ی انسان‌ها، میزان اهمیت آن‌ها در سال‌های آینده افزایش خواهد یافت. تولیدکنندگان نیز برای حفظ رقابت و عقب نیفتادن از چرخه‌ی تولید باید در این زمینه پیشرو باشند و با جدیدترین بردهای الکتریکی سیستم‌های تولیدی خود را به روز نمایند. با بالا رفتن بهره‌مندی از این بردها، تقاضا برای استخدام نیروی متخصص که به برنامه‌نویسی و ساخت بردهای الکترونیکی تسلط دارد بالا خواهد رفت. این افزایش تقاضا برای مهندسی مجرب تنها در خارج از کشور نخواهد بود بلکه در ایران نیز برای پیشرفت صنایع لوازم خانگی، تولید قطعات صنعتی الکتریکی، صنعت خودرو، هوافضا و نظامی به افراد ماهر در این زمینه نیاز خواهیم داشت.

چنانچه به این حیطه علاقه‌مند هستید و تا اینجای مقاله همراه ما بودید پیشنهاد می‌کنیم در دوره‌های آموزشی حرفه‌ای گروه آموزشی پارس پژوهان شرکت کنید تا به یک فرد متخصص در بردهای الکترونیکی تبدیل شوید:

• دوره آموزش اف پی جی ای (FPGA)
• دوره آموزش میکروکنترلرهای ARM
• دوره آموزش میکروکنترلر ای وی آر (AVR)
• آموزش رزبری پای (Raspberry Pi)
• دوره آردوینو (Arduino) مقدماتی

جمع‌بندی

بردهای الکتریکی که قسمت مهمی در دستگاه‌های برقی را شامل می‌شوند در بسیاری از مشاغل و حتی در زندگی روزانه‌ی انسان‌ها نقش اساسی ایفا می‌کنند. برخی از آن‌ها با داشتن مزیت‌هایی نسبت به بقیه‌ی بردهای الکتریکی طرفداران ویژه‌ای پیدا کرده‌اند. با یادگیری نحوه کارکرد و برنامه‌نویسی صحیح این بردها در دوره‌های گروه آموزشی پارس پژوهان، می‌توانید مسیر آینده‌ی شغلی خود را تضمین نمایید و وارد بازار کار شوید.

نویسنده: رضا صفایی، کارشناس مدیریت صنعتی.

برای آغاز هر پروژه عمرانی بزرگ مانند ساخت سد، فرودگاه، تونل یا برج‌های مرتفع، حضور یک مهندس عمران متخصص کاملاً ضروری است. در این میان، مهندسی ژئوتکنیک یا همان مهندسی خاک و پی به‌عنوان یکی از گرایش‌های کلیدی مهندسی عمران شناخته می‌شود که نقش مهمی در تحلیل شرایط زمین، طراحی فونداسیون و ارزیابی پایداری سازه دارد. این تخصص در پروژه‌هایی مانند ساخت تونل‌ها، سدها و فضاهای زیرزمینی، نقش اساسی ایفا می‌کند و هرگونه خطا در تحلیل‌های ژئوتکنیکی می‌تواند منجر به آسیب‌های جدی در مراحل اجرایی شود.

از جمله زیرشاخه‌های مهم در حوزه عمران، مهندسی تونل است که تمرکز آن بر طراحی، تحلیل و اجرای مسیرهای زیرزمینی قرار دارد. با این حال، موفقیت در این نوع پروژه‌ها بدون بررسی دقیق زمین‌شناسی ممکن نیست؛ چرا که شناخت جنس و ساختار لایه‌های زمین، موقعیت گسل‌ها و شرایط پایداری، پیش‌نیاز طراحی ایمن تونل‌ها به‌شمار می‌آید. اگر هنوز با پایه‌های این رشته آشنایی ندارید، پیشنهاد می‌کنیم ابتدا نگاهی به مقاله مهندسی عمران چیست؟ بیندازید تا دید جامع‌تری نسبت به این حوزه پیدا کنید. در ادامه این مقاله نیز با جزئیات بیشتری به نقش مهندس ژئوتکنیک در پروژه‌های عمرانی، روش‌های طراحی تونل، و اهمیت همکاری با زمین‌شناسان خواهیم پرداخت.

تونل چیست؟

بسیاری از فعالیت‌های عمرانی و معدنی در زیر سطح زمین انجام می‌شوند و برای این منظور به ایجاد فضاهای زیرزمینی مانند تونل و مغار نیاز است. تونل‌ها مسیرهایی پوشیده در دل زمین هستند که برای عبور از موانعی مانند کوه، رودخانه یا جاده طراحی می‌شوند و کاربردهای متنوعی دارند؛ از عبور انسان‌ و وسایل نقلیه گرفته تا انتقال آب، فاضلاب، مصالح و حتی محافظت از حیوانات در زیست‌گاه‌های خطرناک.

در کنار تونل‌ها، مغارها نیز به‌عنوان فضاهایی بزرگ‌تر، معمولاً برای احداث زیرساخت‌هایی مانند نیروگاه‌ها، ایستگاه‌های مترو و تأسیسات فنی استفاده می‌شوند. در مجموع، این فضاهای زیرزمینی نقش مهمی در توسعه عمرانی، حمل‌ونقل و حفاظت از محیط‌ زیست دارند.

مهندسی تونل چیست و چه جایگاهی در عمران دارد؟ 

از گذشته‌های دور، انسان برای انجام فعالیت‌های روزمره در سطح زمین حرکت می‌کرد، اما به مرور زمان و با الهام از طبیعت، به استفاده از فضاهای زیرزمینی روی آورد. حفر انبارهای ابتدایی در دل زمین، آغاز این مسیر بود. با پیشرفت علم و فناوری، رشد جمعیت و نیاز به زیرساخت‌های جدید، ساخت تونل‌ها و بهره‌گیری از فضاهای زیرزمینی اهمیت بیشتری پیدا کرد. در این راستا، مهندسی تونل به‌عنوان یکی از زیرشاخه‌های تخصصی مهندسی ژئوتکنیک به بررسی دقیق شرایط زمین و امکان طراحی و اجرای سازه‌های زیرزمینی می‌پردازد.

دلایل اهمیت فضاهای زیرزمینی و تونل‌ها:

• ایزولاسیون لرزه‌ای: سازه‌های زیرزمینی نسبت به سازه‌های سطحی، در برابر زلزله مقاوم‌ترند.
• حفاظت از محیط زیست: مانند تونل‌هایی در برخی کشورها که عبور حیوانات را ایمن‌تر کرده و فضای سبز پیوسته ایجاد کرده‌اند (نمونه‌ای در فنلاند).
• دلایل توپوگرافی: استفاده از فضاهای زیرزمینی، مانند پارکینگ‌های زیرزمینی، به آزادسازی فضای سطحی شهر کمک می‌کند.
• کاربردهای اجتماعی: انتقال آب آشامیدنی به داخل شهر و خروج آب‌های آلوده و فاضلاب از شهر از جمله مهم‌ترین کاربری‌های تونل‌هاست.

نقش مهندسی تونل:

• بررسی ویژگی‌های زمین و انتخاب روش مناسب حفاری
• طراحی ایمن و پایدار فضاهای زیرزمینی
• آشنایی با انواع تونل‌ها و کاربردهای آن‌ها
• بررسی شرایط ژئوتکنیکی، زمین‌شناسی و محیطی پروژه
• استفاده بهینه از فضاهای زیرزمینی در توسعه شهری، صنعتی و زیربنایی
  

در نهایت، به متخصص این حوزه مهندس تونل گفته می‌شود؛ فردی که دانش و مهارت لازم برای مطالعه، طراحی و اجرای فضاهای زیرزمینی را در اختیار دارد و نقش مهمی در توسعه زیرساخت‌های آینده ایفا می‌کند.

مزایا و معایب تونل‌سازی

همان‌طور که پیش‌تر مطرح شد، استفاده از تونل‌ها و فضاهای زیرزمینی در پروژه‌های عمرانی اهمیت زیادی دارد. با این حال، هر روش اجرایی علاوه بر مزایا، چالش‌ها و محدودیت‌هایی نیز به همراه دارد. در جدول زیر، مهم‌ترین مزایا و معایب احداث تونل و بهره‌برداری از فضاهای زیرزمینی به‌صورت خلاصه ارائه شده تا دیدی کامل‌تر و ملموس‌تر نسبت به این موضوع به دست آید.

مراحل طراحی و تحلیل مهندسی تونل 

طراحی تونل فرآیندی کاملاً تخصصی است که نیاز به بررسی دقیق شرایط زمین و رعایت اصول مهندسی دارد. مهندسین تونل در این مسیر باید به مباحثی مانند مکانیک خاک، مکانیک سنگ و رفتار زمین در برابر حفاری توجه ویژه‌ای داشته باشند. هدف اصلی این بررسی‌ها، طراحی ایمن و پایدار تونل در شرایط مختلف زمین است.

یکی از مهم‌ترین بخش‌های این فرآیند، تحلیل تنش و کرنش در خاک و سنگ اطراف تونل است. این مرحله پیش از آغاز حفاری انجام می‌شود و کمک می‌کند تا از بروز ناپایداری و خطرات احتمالی جلوگیری شود. در ادامه، برخی از مراحل کلیدی طراحی و تحلیل تونل را می‌توانید مشاهده کنید:

• بررسی شرایط ژئوتکنیکی محل پروژه
  شامل شناسایی نوع خاک و سنگ، میزان تراکم، سطح آب زیرزمینی و وجود گسل‌ها
• تحلیل تنش و کرنش
  ارزیابی فشارهای وارد بر تونل و واکنش زمین در برابر حفاری
• مدلسازی عددی و تحلیل پایداری
  استفاده از نرم‌افزارهای تخصصی برای پیش‌بینی رفتار زمین و تونل در شرایط مختلف
• طراحی سیستم نگهداری تونل
  انتخاب روش‌های مناسب برای پایداری دیواره‌ها و سقف تونل، مانند سگمنت‌ها، شاتکریت یا پیچ سنگ
• بررسی تاثیر تونل بر سطح زمین
  پیش‌بینی نشست‌ها و تغییرشکل‌هایی که ممکن است به سازه‌های مجاور آسیب وارد کند.
  در مجموع، رعایت این مراحل و انجام تحلیل‌های دقیق، نقش کلیدی در افزایش ایمنی، دوام و کارایی تونل دارد. پایداری سازه زیرزمینی، اصلی‌ترین هدفی است که باید در تمامی مراحل طراحی مدنظر قرار گیرد.

روش‌های ساخت تونل

همان‌طور که پیش‌تر اشاره شد، تونل‌ها دارای کاربری‌های متنوعی هستند و برای اهداف گوناگونی طراحی و اجرا می‌شوند. از جمله کاربردهای رایج تونل‌ها می‌توان به عبور و مرور وسایل نقلیه، انتقال آب، فاضلاب و سایر زیرساخت‌های خدماتی، و همچنین ایجاد فضاهای زیرزمینی مانند ایستگاه‌های مترو یا انبارهای مواد معدنی اشاره کرد. برای اجرای هر یک از این پروژه‌ها، نیاز به برنامه‌ریزی دقیق، تجهیزات مناسب و حضور نیروی متخصص کاملاً ضروری است.

در دنیای امروز، تونل‌سازی به‌عنوان یکی از مشاغل مهم و تخصصی شناخته می‌شود، چرا که به شکل قابل‌توجهی موجب تسهیل در تردد، کاهش زمان سفر و بهینه‌سازی استفاده از فضا در شهرها می‌گردد. با این حال، احداث تونل مستلزم بررسی‌های دقیق فنی، زمین‌شناسی و اقتصادی است و تنها در صورت احساس نیاز واقعی و توجیه‌پذیر بودن پروژه، طراحی و اجرا آغاز می‌شود.

در ساخت تونل‌ها، از ماشین‌آلات مختلفی استفاده می‌شود. یکی از پرکاربردترین دستگاه‌ها در این زمینه، ماشین حفاری TBM است. این دستگاه به دلیل سرعت بالای حفاری، نیاز کم به پایدارسازی هم‌زمان و همچنین ایمنی بالا برای نیروی کار، جایگاه ویژه‌ای در پروژه‌های بزرگ تونل‌سازی دارد. در این میان، شرکت آلمانی Herrenknecht یکی از پیشگامان تولید این دستگاه‌ها به‌شمار می‌آید و محصولات آن در بسیاری از پروژه‌های زیرزمینی مدرن در سراسر جهان مورد استفاده قرار می‌گیرد.

آینده مهندسی تونل و نرم افزارهای پرکاربرد در تحلیل تونل‌ها

با توسعه سریع شهرها، رشد جمعیت و نیاز روزافزون به زیرساخت‌های حمل‌ونقل پایدار، مهندسی تونل به یکی از حوزه‌های مهم و رو‌به‌رشد در مهندسی عمران تبدیل شده است. تونل‌ها دیگر صرفاً مسیرهایی برای عبور خودرو یا قطار نیستند، بلکه بخشی از سیستم‌های پیشرفته و چندمنظوره شهری محسوب می‌شوند که برای انتقال آب، فاضلاب، انرژی و حتی پناهگاه‌های زیرزمینی مورد استفاده قرار می‌گیرند. استفاده بهینه از فضاهای زیرسطحی، راهکاری موثر برای مقابله با محدودیت‌های فضای شهری به‌شمار می‌آید و همین مسئله جایگاه مهندسی تونل را در آینده‌ای نزدیک بیش از پیش پررنگ خواهد کرد. در این مسیر، طراحی ایمن و دقیق این فضاها بدون بهره‌گیری از ابزارهای پیشرفته مهندسی امکان‌پذیر نیست.

به همین دلیل، یادگیری نرم‌افزارهای تخصصی تحلیل تونل برای مهندسین ژئوتکنیک و عمران ضروری است. برخی از آموزش‌های مورد نیاز این رشته، شامل موارد زیر است:

• دوره پلکسیس دوبعدی
• دوره آموزشی پلکسیس سه‌بعدی
• آموزش فلک دوبعدی
• دوره فلک سه‌بعدی
• دوره آموزش میداس
• دوره آباکوس ژئوتکنیک

نتیجه‌گیری:

مهندسی تونل یکی از شاخه‌های تخصصی و کاربردی در مهندسی عمران است که به‌طور مستقیم با طراحی، تحلیل و اجرای فضاهای زیرزمینی سر و کار دارد. رشد شهرنشینی، توسعه حمل‌ونقل زیرزمینی، و نیاز به استفاده بهینه از فضای زیرسطحی، باعث شده این حوزه اهمیت بیشتری در پروژه‌های عمرانی پیدا کند. از ساخت تونل‌های حمل‌ونقل گرفته تا طراحی مغارهای بزرگ زیرزمینی، همه نیازمند تخصص، تجربه و شناخت دقیق از رفتار زمین هستند.

در این راستا، دوره‌های گروه آموزشی پارس پژوهان با تمرکز بر آموزش نرم‌افزارهای تخصصی و مهارت‌های مورد نیاز در حوزه مهندسی تونل، فرصتی ارزشمند برای علاقه‌مندان و مهندسان عمران فراهم کرده تا بتوانند دانش خود را به‌روز کرده و آماده ورود به پروژه‌های حرفه‌ای و بازار کار تخصصی شوند. آشنایی با این حوزه، مقدمه‌ای برای نقش‌آفرینی در توسعه زیرساخت‌های آینده است.

نویسنده: لعیا نوغانچی صالح، کارشناس مهندسی عمران.

ایستگاه فضایی بین المللی (ISS) یک ایستگاه فضایی مدولار (ماهواره مصنوعی قابل سکونت) در مدار نزدیک زمین LEO است. این یک پروژه مشترک چند ملیتی است که شامل پنج آژانس فضایی شرکت‌کننده است: ناسا (ایالات متحده)، روسکاسموس (روسیه)، JAXA (ژاپن)، ESA (اروپا)، و CSA (کانادا). مالکیت و استفاده از ایستگاه فضایی توسط معاهدات و توافقات بین دولتی ایجاد شده است.

همان‌طور که در مقاله مهندسی هوافضا چیست؟ (گرایش ها، بازار کار و درآمد) اشاره شد، این ایستگاه به عنوان یک آزمایشگاه تحقیقاتی ریز گرانش و محیط فضایی عمل می‌کند که در آن تحقیقات علمی در اختر زیست‌شناسی، نجوم، هواشناسی، فیزیک و سایر زمینه‌ها انجام می‌شود و همچنین برای آزمایش سیستم‌های فضاپیما و تجهیزات مورد نیاز برای ماموریت‌های طولانی‌مدت احتمالی آینده به ماه و مریخ مناسب است.

ایستگاه فضایی بین‌المللی و تاریخچه آن

برنامه ISS از "ایستگاه فضایی آزادی"، یک پیشنهاد از آمریکایی‌ها که در سال 1984 برای ساخت یک ایستگاه دائمی در مدار زمین طراحی شد و پیشنهاد میر-2 شوروی/روسیه از سال 1976 با اهداف مشابه، شکل گرفت. ایستگاه فضایی بین‌المللی نهمین ایستگاه فضایی است که خدمه در آن ساکن می‌شوند، به دنبال ایستگاه‌های سالیوت، آلماز و میر شوروی و بعد از آن روسیه و اسکای لب آمریکایی.

این بزرگ‌ترین جسم مصنوعی در فضا و بزرگ‌ترین ماهواره در مدار پایین زمین است که به‌طور منظم با چشم غیر مسلح از سطح زمین قابل مشاهده است و مداری را با ارتفاع متوسط ​​400 کیلومتر با استفاده از موتورهای ماژول سرویس Zvezda حفظ می‌کند. ایستگاه فضایی بین‌المللی تقریبا در 93 دقیقه دور زمین می‌چرخد و هر روز 15.5 دور به دور زمین می‌چرخد. اگر به کسب اطلاعات جزئی‌تر در این حوزه علاقه‌مند هستید به مقاله ایستگاه فضایی بین‌‌المللی در ویکی‌پدیا مراجعه نمایید.

ایستگاه فضایی بین المللی تقریبا 400 تن وزن دارد و مساحتی به بزرگی یک زمین فوتبال را پوشش می‌دهد. ساختن یک ایستگاه فضایی روی زمین و سپس پرتاب آن به فضا در یک حرکت غیرممکن بود چون هیچ موشکی به اندازه کافی بزرگ یا قدرت‌مند وجود ندارد. برای غلبه بر این مشکل، ایستگاه فضایی تکه تکه به فضا برده شد و به تدریج در مداری تقریبا 400 کیلومتر بالاتر از سطح زمین ساخته شد. این تجمیع به بیش از 40 ماموریت نیاز داشت.

ساختار و ماژول‌های ایستگاه فضایی بین‌المللی

این ایستگاه به دو بخش تقسیم می‌شود: بخش مداری روسیه (ROS) توسط روسیه اداره می‌شود، در حالی که بخش مداری ایالات متحده (USOS) توسط ایالات متحده اداره می‌شود. بخش روسی شامل شش ماژول و بخش ایالات متحده شامل ده ماژول است که خدمات پشتیبانی آن‌ها به این صورت توزیع شده است: 76.6٪ برای ناسا، 12.8٪ برای JAXA، 8.3٪ برای ESA و 2.3٪ برای CSA توزیع شده است.

ایستگاه فضایی بین‌المللی یک سازه یکپارچه نیست و از ماژول‌هایی تشکیل شده که در طی زمان ارسال و به یکدیگر متصل شده‌اند تا سازه‌ای که امروزه به نام ایستگاه فضایی بین‌المللی شناخته می‌شود را به وجود آورند.

ایستگاه فضایی بین المللی (iss) از شانزده ماژول تشکیل شده است که چهار ماژول روسی (Pirs, Zvezda, Poisk and Rassvet)، نه ماژول آمریکایی (Zarya, BEAM, Leonardo, Harmony, Quest, Tranquility, Unity, Cupola, and Destiny)، دو ماژول ژاپنی ( (JEM-ELM-PS and JEM-PM و یک ماژول (Columbus) ساخته آژانس فضایی اتحادیه اروپاست.

اولین ماژول ایستگاه فضایی، ماژول زاریا روسی بود که در سال 1998 به فضا ارسال شد و یک ماه بعد اولین ماژول آمریکایی یونیتی به همراه دو داکت PMA-1,2 توسط شاتل فضایی اندوور به آن متصل شد که با نام node-1 شناخته می‌شود.

سیستم‌های اتصال (داکینگ) در ISS

داکت PMA-1 اولین نسل داکت‌های مورد استفاده در ایستگاه فضایی بود که برای اتصال شاتل‌های فضایی به ایستگاه مورد استفاده قرار گرفت. به عبارتی Pressurized Mating Adapter نوعی از آداپتورهایی هستند که برای تبدیل مکانیزم‌های CBM به APAS-95 در قسمت آمریکایی ایستگاه استفاده می‌شدند.

برخلاف ایالات متحده که در سراسر برنامه‌های Skylab, Apollo و  Space shuttle از داکینگ دستی و به وسیله کنترل خلبان استفاده می‌کردند، اتحاد جماهیر شوروی از همان ابتدا تلاش‌هایی برای استفاده از سیستم‌های خودکار می‌کرد.

اولین سیستم این چنینی با موفقیت در 30 اکتبر 1967 در ماموریت ایگلا هنگامی که دو کپسول بدون سرنشین سایوز kosmos 186 و kosmos 188  به طور خودکار به یکدیگر متصل شدند مورد آزمایش قرار گرفت.

اولین ماموریت سرنشین‌دار اتحاد جماهیر شوروی در 16 ژانویه 1969 به وقوع پیوست که دو فضانورد در کپسول سایوز 5 به کپسول بدون سرنشین سایوز 4 متصل و با یک راهپیمای فضایی به سایوز 4 منتقل شده و با سفینه غیر از چیزی که با آن پرتاب شده بودند فرود آمدند.

در دهه 70 میلادی اتحاد جماهیر شورروی فضاپیماهای سایوز را به تونل انتقال داخلی مجهز کرد تا از آن برای انتقال فضانوردان به ایستگاه فضایی سالیوت استفاده کند.

با آغاز به کار ایستگاه سالیوت 6 اتحاد جماهیر شوروی شروع به استفاده از فضاپیماهای باری پروگرس کرد که از سیستم داکینگ ایگلا استفاده می‌کرد. پس از مدتی با پروژه ایستگاه فضایی میر و سپس ایستگاه فضایی بین‌المللی، با سیستم kurs جایگزین شد، بزرگ‌ترین تفاوت این دو سیستم در این بود که در سیستم ایگلا، ایستگاه فضایی هم نیاز بود که در پروسه اتصال همکاری کند و با تغییر وضعیت خود به نقطه اتصال برسد ولی در سیستم krus با استفاده از چندین آنتن رادیویی عمل هدایت و اتصال به‌طور خودکار انجام می‌شود.

در فهرست زیر مهم‌ترین سیستم‌های اتصال برای اتصال فضاپیماها و ماژول‌ها را نوشته‌ایم:

• APAS (Androgynous Peripheral Attach System)
• SSVP
• IDSS (International Docking System Standard)
• NDS (NASA Docking System)
• CBM (Common Berthing Mechanism)
• Hybrid Docking Adapters

 ماژول‌های لغو شده

چندین ماژول برنامه‌ریزی شده برای ایستگاه در طول برنامه ISS لغو شد. دلایل شامل محدودیت‌های بودجه، غیر ضروری شدن ماژول‌ها و طراحی مجدد ایستگاه پس از فاجعه 2003 کلمبیا است. ماژول اسکان Centrifuge ایالات متحده میزبان آزمایشات علمی در سطوح مختلف گرانش مصنوعی بود. ماژول Habitation ایالات متحده به عنوان محل زندگی ایستگاه عمل می‌کرد. در عوض، محل زندگی در حال حاضر در سراسر ایستگاه پخش شده است.

ماژول کنترل موقت ایالات متحده و ماژول پیشرانه ایستگاه فضایی بین‌المللی در صورت شکست پرتاب، جایگزین عملکردهای Zvezda می‌شدند. دو ماژول تحقیقاتی روسیه برای تحقیقات علمی برنامه‌ریزی شده بود. آن‎ها می‌توانستند به یک ماژول داکینگ جهانی روسی متصل شوند. پلتفرم قدرت علمی روسیه مستقل از آرایه‌های خورشیدی ITS به بخش مداری روسیه انرژی می‌داد.

هزینه ساخت و نگهداری

ISS به‌عنوان گران‌ترین آیتم واحدی که تا کنون ساخته شده است توصیف شده است. تا سال 2010، کل هزینه 150 میلیارد دلار آمریکا بود. این شامل بودجه 58.7 میلیارد دلاری ناسا (89.73 میلیارد دلار در سال 2021) برای ایستگاه از سال 1985 تا 2015، 12 میلیارد دلار روسیه، 5 میلیارد دلار اروپا، 5 میلیارد دلار ژاپن، 2 میلیارد دلار کانادا، و هزینه 36 پرواز شاتل برای ساخت ایستگاه است. هر کدام 1.4 میلیارد دلار یا در مجموع 50.4 میلیارد دلار برآورد شده است.

با فرض استفاده از 20000 نفر در روز از سال 2000 تا 2015 توسط خدمه دو تا شش نفره، هر نفر در روز 7.5 میلیون دلار هزینه خواهد داشت که کمتر از نیمی از 19.6 میلیون دلار (5.5 میلیون دلار قبل از تورم) به ازای هر نفر در روز Skylab است. پیش‌بینی می‌شود ماموریت این سیستم پیچیده ساخت بشر تا سال 2030 پایان یابد و به صورت کنترل‌شده در اقیانوس آرام سقوط کند.

اگر به مدل‌سازی و تحلیل سامانه‌های مختلف فضایی علاقه‌مند هستید، دوره آموزش (Systems Tool kit (STK مقدماتی و دوره آموزش (Systems Tool kit (STK پیشرفته را از دست ندهید. کاربران با استفاده از این نرم‌افزار می‌توانند پیچیده‌ترین سامانه‌های فضایی، اجرام سماوی، حرکت آن‌ها و... را شبیه‌سازی کنند. همچنین با این نرم‌افزار آشنایی ندارید، پیشنهاد می‌کنیم ابتدا مقاله معرفی نرم افزار STK، شبیه‌سازی سیستم‌های فضایی را مطالعه فرمایید.

آینده ایستگاه فضایی بین‌المللی

همان‌گونه که بیان شد، ایستگاه فضایی بین‌المللی در سال 2030 به روشی کنترل شده در اقیانوس آرام سقوط خواهد کرد. البته اگر جایگزین مناسبی برای آن یافت نشود، این امکان وجود دارد که بعد از این تاریخ هم فعال بماند. معاون ناسا برای عملیات‌های فضایی گفته است: ما مجبور نیستیم پرواز ایستگاه فضایی بین‌المللی را در سال 2030 متوقف کنیم. این امر اجباری نیست. اما می‌خواهیم زمانی که پلتفرم‌های جدید در دسترس هستند، آن را عملی کنیم.

این نکته نیز قابل بیان است که روسیه تنها تا سال 2028 قصد فعالیت در آن را دارد. برخی نیز نگران این موضوع هستند که فشارهای ناشی از کمبود بودجه، ناسا را مجبور به کاهش بودجه ایستگاه‌های فضایی تجاری و تمدید فعالیت ISS پس از سال 2030 کند.

جمع‌بندی

در این مقاله با ساختار، تاریخچه و آینده ایستگاه فضایی بین‌المللی آشنا شدیم. این موضوع از ابعاد مختلفی دارای اهمیت است، به‌خصوص این‌که تحقیقات علمی مهمی در نجوم، اخترشناسی، هواشناسی، فیزیک و سایر زمینه‌ها انجام می‌شود. همان‌طور که اشاره شد، شما دانش پژوهان گرامی می‌توانید در دوره‌های گروه آموزشی پارس پژوهان نسبت به شرکت در دوره‌های گرایش‌های مختلف رشته مهندسی هوافضا و همچنین سایر رشته‌های مهندسی اقدام نمایید.

 نویسنده: حمیدرضا سمیع پور، مدیریت گروه آموزشی پارس پژوهان - رضا صفایی، کارشناس مدیریت صنعتی

مدل‌سازی اطلاعات ساختمان Building Information Modeling یک فرآیند کلی‌نگر است که به وسیله ابزارها و فناوری‌های متنوع و قراردادهایی شامل ایجاد و مدیریت یک نمایش دیجیتال از ویژگی‌های فیزیکی و عملکردی ساختمان‌ها، حمایت می‌شود. یا به تعبیر دیگر طبق تعریف شرکت اتودسک، مدل‌سازی اطلاعات ساختمان مبنای تحول دیجیتال در صنایع معماری، مهندسی و ساخت است. مدل‌های اطلاعات ساختمان فایل‌های کامپیوتری هستند که این قابلیت را دارند که استخراج شوند، تبادل شوند و شبکه شوند تا در تصمیم گیری‌ها با توجه به ارزش ساختمان به مهندسین کمک کنند. بنابراین مزایای استفاده از مدل‌سازی اطلاعات ساختمان از طریق ارتباط تیم‌ها، گردش کار و داده‌ها، بر چرخه عمر کلی پروژه از طراحی و مهندسی تا ساخت و بهره برداری، تاثیر گذار است.

تاریخچه مدل‌سازی اطلاعات ساختمان BIM  

برای بررسی تاریخچه مفهوم BIM، باید دهه 1950 میلادی رجوع کنیم. در سال 1957 نرم افزار Pronto به عنوان اولین نرم افزار تجاری حوزه ساخت به کمک کامپیوتر CAM توسط یک مهندس آمریکایی بنام دکتر هنراتی (Hanratty) توسعه یافت. مدتی بعد ایجاد محیط گرافیکی به Pronto افزوده شد و به این ترتیب اولین نرم افزار CAD/CAM  در دسترس مهندسین قرار گرفت.

در دهه 1970، مهندسین معماری نمونه اولیه‌ای از یک سیستم توصیف ساختمان Building Description System (BDS) منتشر کردند که در جهت عملی کردن ایده طراحی پارامتریک و نمایش 3 بعدی با دیتابیس تجمیعی، ایجاد شده بود. پس از آن در دهه 1980 سیستم‌های زیادی توسعه یافت و برخی از آن‌ها توسط مهندسین استفاده شد. در نهایت در سال 1982 نرم افزار ArchiCAD به عنوان اولین ابزار با قابلیت ماس قابل دسترس بر روی رایانه‌های شخصی (PC) ایجاد شد.

اهمیت مدل‌سازی اطلاعات ساختمان BIM

بر اساس اعلام سازمان ملل، تا سال 2050 جمعیت جهان به 9.7میلیارد نفر خواهد رسید. بنابراین صنایع معماری، مهندسی و ساخت باید به سمت راه‌های هوشمندتر و بهینه‌تر برای طراحی و ساخت حرکت کنند، نه فقط برای کمک به تامین تقاضای جهانی بلکه برای ایجاد فضاهایی که هوشمندتر و ارتجاعی‌تر باشند.

مدل‌سازی اطلاعات ساختمان نه تنها به تیم‌های طراحی و ساخت این امکان را می‌دهد که بهینه‌تر کار کنند، بلکه به آن‌ها این امکان را می‌دهد که داده‌هایی که در طول فرآیند ایجاد شده است را ثبت و ضبط کنند. این دلیل موجب شده دستورات BIM، در سراسر جهان گسترش پیدا کند.

گام‌های فرآیند مدل‌سازی اطلاعات ساختمان BIM

فرآیند مدل‌سازی اطلاعات ساختمان باعث ایجاد داده‌های هوشمندی می‌شود که می‌تواند در سراسر چرخه عمر یک ساختمان یا یک پروژه زیرساختی، استفاده می‌شود. فرآیند مدل‌سازی اطلاعات ساختمان شامل مجموعه‌ای از گام‌های ساختارمند است که با هدف برنامه‌ریزی، ایجاد، تبادل، استفاده و نگهداری اطلاعات پروژه ساختمانی در کل چرخه عمر ساختمان انجام می‌شود. در ادامه گام‌های این فرآیند را به‌صورت کامل و مرحله‌به‌مرحله برایتان شرح می‌دهم:

ترسیم نقشه اجرایی

اولین گام اطلاع از جانمایی‌های پروژه به وسیله جمع‌آوری عکس‌ها و داده‌های واقعی برای ایجاد مدل‌های زمینه از ساختمان موجود و محیط طبیعی است.

مراحل کلیدی:

• تعیین اهداف پروژه (مثلاً افزایش بهره‌وری، کاهش هزینه‌ها، کاهش تداخلات)
• تعیین استفاده‌های مورد انتظار از  BIM)مانند شبیه‌سازی انرژی، آنالیز برخورد، زمان‌بندی 4D، برآورد هزینه (5D
• مشخص‌کردن ذینفعان و نقش هرکدام )کارفرما، طراح، مجری، مشاور  BIM، بهره‌بردار(
• تدوین الزامات اطلاعاتی کارفرما  (EIR – Employer’s Information Requirements)
• تهیه برنامه اجرایی BIM (BEP – BIM Execution Plan) شامل رویه‌ها، فرمت‌ها، نرم‌افزارها، مسئولیت‌ها و استانداردهای داده‌ای

طراحی

در این فاز، طراحی مفهومی، تحلیل، جزئیات پروژه و مستندات ارائه می‌شود.

مراحل کلیدی:

• ایجاد مدل‌های سه‌بعدی دیجیتالی از بخش‌های مختلف (معماری، سازه، تاسیسات)
• تعیین سطوح جزئیات (LOD – Level of Detail/Development) برای هر جزء
• اضافه‌کردن داده‌های غیرفیزیکی (مانند برند مصالح، کد محصول، قیمت، نگهداری)
• مدل‌سازی هماهنگ و مبتنی بر استانداردهای تعریف‌شده)مثلاً ISO 19650 یا (PAS 1192

ساخت

در این فاز ، ساخت با استفاده از مشخصات فنی BIM شروع می‌شود. منطق ساخت برای اطمینان از بهینه‌ترین حالت زمان و بازدهی، با پیمانکاران و کارفرمایان به اشتراک گذاشته می‌شود.

مراحل کلیدی:

• ایجاد مدل As-built ( مدل نهایی مطابقت‌یافته با واقعیت ساخته‌شده)
• استخراج اطلاعات نگهداری و تعمیرات (O&M Manual) از مدل
• اتصال مدل BIM به سیستم‌های مدیریت تسهیلات (FM Systems)
• فراهم‌کردن بستر برای نگهداری دیجیتالی در طول عمر ساختمان

بهره‌برداری

داده‌های BIM تا مراحل بهره‌برداری و نگهداری منتقل می‌شوند. همچنین این داده‌ها می‌توانند برای جاده‌ها نیز در جهت نوسازی به صرفه استفاده شوند.

 نحوه همکاری تیم‌ها در مدل‌سازی اطلاعات ساختمان BIM

مدل‌سازی اطلاعات ساختمان روش ارائه پروژه‌ها به صنایع را دچار تحولات اساسی می‌کند، هوشمندی و بازدهی به پروژه‌ها اضافه می‌کند و تیم‌ها، داده‌ها و گردش کاری را در جهت افزایش خروجی، در هر مرحله‌ای از پروژه، به یکدیگر ارتباط می‌دهد.

قابلیت همکاری مدل‌سازی اطلاعات ساختمان، در واقع توانایی تیم‌های AEC برای کار و برقراری ارتباط سهل و روان بین دیسیپلین‌ها و صنایع، از طریق ابزارهای نرم‌افزاری پیشنهاد شده است.

ابزارهای نرم‌افزاری مدل‌سازی اطلاعات ساختمان BIM

شرکت اتودسک بعنوان رهبر حوزه BIM خود را همراه صنایع مختلف دانسته تا به درک راه‌های بهتر کار کردن و نتایج بهتر برای کسب و کارهای دنیای ساختمان منجر شود.

نرم افزار Revit، یکی از پیشروترین محصولات شرکت Autodesk در زمینه مدلسازی اطلاعات ساختمان یا همان BIM می‌باشد که برای معماران و طراحان، مهندسان سازه و ساختمان، مهندسان فنی بخش های مختلف مانند برق، مکانیک و پیمانکاران طراحی شده است.

همان‌طور که در مقاله آموزش نرم‌ افزار Revit در معماری و مهندسی عمران گفته شده است این نرم‌افزار طراحی به کمک کامپیوتر Computer Aided Design یا به اختصار CAD به کاربران اجازه می‌دهد تا یک ساختمان و اجزای آن را به صورت سه بعدی، هوشمند و مبتنی بر مدلسازی پارامتریک طراحی کرده، و به اطلاعات ساختمان از طریق بانک داده‌های مدل، دسترسی داشته باشند. این نرم‌افزار، یک مدل 4بعدی BIM است که شامل چرخه عمر کامل یک ساختمان از ایده تا ساخت می‌باشد. در نتیجه، یک تغییر در هر جای پروژه، یک تغییر در کل پروژه است و نیازی نیست تا کاربر به صورت دستی، نمایی را بروزرسانی کند.

نرم افزار رویت با سه پسوند مختلف وجود دارد Revit MEP ،Revit Architecture و Revit Structure که به ترتیب، آیکون‌ها و تنظیمات آن‌ها برمبنای تاسیسات مکانیکی و الکترونیکی، معماری و سازه مرتب شده اند.

 یکی دیگر از نرم افزارهای مرتبط با مفهوم مدل‌سازی اطلاعات ساختمان که مهندسین تاسیسات مکانیکی از آن استفاده می‌کنند، نرم افزار Hourly Analysis Program (HAP) از شرکت Carrier است. درست است که carrier-HAP مستقیما از ابزارهای مبتنی بر مدیریت اطلاعات ساختمان نیست، اما ارتباط خوبی با نرم‌افزارهای این حوزه دارد. برای مثال اطلاعات ساختمان از نرم‌افزارهای مجموعه Revit قابل انتقال به HAP است و همچنین داده‌های خروجی از HAP قابل اجرا و استفاده در Revit است.

نرم‌افزارهای مدل‌سازی (Modeling Tools)

نرم‌افزارهای هماهنگی و تشخیص تداخل (Clash Detection / Coordination) 

نرم‌افزارهای تحلیل و شبیه‌سازی (Simulation & Analysis)

نرم‌افزارهای زمان‌بندی و ساخت (4D / 5D Construction)

موقعیت‌های شغلی مرتبط با BIM

برای مهندسان، معماران، تکنسین‌ها و مدیران پروژه:

1.  (BIM Modeler)  مدل‌ساز BIM 
   ▪ طراحی و مدل‌سازی اجزای پروژه با نرم‌افزارهایی مانند Revit و ArchiCAD
2. BIM Coordinator ) (هماهنگ‌کننده BIM
   ▪ ترکیب مدل‌ها، تشخیص برخوردها و مدیریت تبادل اطلاعات بین تیم‌های مختلف
3. BIM Manager ) (مدیر BIM
   ▪ نظارت بر استراتژی‌ها، ساختار داده، استانداردها و اجرای فرآیندهای BIM در پروژه
4. (BIM Engineer ) مهندس BIM
   ▪ ترکیبی از تخصص فنی مهندسی (سازه، مکانیک، برق) با مهارت BIM برای ایجاد و تحلیل مدل‌ها
5. Revit Technician / Specialist
   ▪ متخصص کار با نرم‌افزار Revit، ترسیم و طراحی نقشه‌های دقیق اجرایی
6. 4D/5D Planner
   ▪ متخصص زمان‌بندی ساخت (4D) و تخمین هزینه (5D) با ابزارهایی مانند Synchro یا Navisworks
7. CDE Administrator / BIM Data Manager
   ▪ مدیریت محیط داده مشترک (مثل BIM 360)، کنترل نسخه‌ها، اسناد و فرآیند گردش‌کار

درآمد مشاغل مرتبط با مدل‌سازی اطلاعات ساختمان BIM

چشم‌انداز آینده مدیریت اطلاعات ساختمان BIM

تحلیل‌ها و داده‌های جدید گزارش می‌دهند که تا سال 2024 سهم‌هایی از پروژه‌ها که با استفاده از مدل‌سازی اطلاعات ساختمان انجام می‌شود به صورت زیر است:

• معماران : 60% از مهندسین معمار که از BIM استفاده می‌کنند، اعلام کرده اند که در نیمی از پروژه هایشان از این فرآیند استفاده می‌کنند ( با پیش بینی 89% استفاده تا سال 2026)
• مهندسین MEP و سازه : 51% از مهندسین معمار که از BIM استفاده می‌کنند، اعلام کرده‌اند که در نیمی از پروژه‌هایشان از این فرآیند استفاده می‌کنند ( با پیش بینی 80% استفاده تا سال 2026)
• مهندسین عمران : 46% از مهندسین معمار که از BIM استفاده می‌کنند، اعلام کرده‌اند که در نیمی از پروژه‌هایشان از این فرآیند استفاده می‌کنند ( با پیش بینی 72% استفاده تا سال 2026)
• پیمانکاران : 41% از مهندسین معمار که از BIM استفاده می‌کنند، اعلام کرده اند که در نیمی از پروژه هایشان از این فرآیند استفاده می‌کنند ( با پیش بینی 69% استفاده تا سال 2026)

دوره‌های گروه آموزشی پارس پژوهان با ارائه دوره‌های حرفه‌ای در زمینه نرم‌افزارهای مهندسی، این پیش‌زمینه را برای شما هموار می‌کند. اگر می‌خواهید در این زمینه پیشرو باشید، همین حالا یادگیری را شروع کنید.

از جمله دوره‌های مهم این مجموعه در حیطه BIM به موارد زیر اشاره کرد:

• دوره آموزش رویت مپ (Revit mep) مقدماتی

• دوره آموزش رویت مپ (Revit mep) پیشرفته

• دوره آموزش کریر هپ (Carrier HAP)

• دوره آموزش رویت استراکچرز (Revit Structure)

جمع‌بندی

مدل‌سازی اطلاعات ساختمان BIM تحولی بنیادین در صنعت ساخت‌وساز و معماری به‌شمار می‌رود. این رویکرد، با بهره‌گیری از مدل‌سازی سه‌بعدی و مدیریت جامع اطلاعات پروژه در بستر دیجیتال، امکان بهینه‌سازی فرایند طراحی، ساخت، بهره‌برداری و نگهداری از سازه‌ها را فراهم می‌کند. BIM تنها یک نرم‌افزار نیست، بلکه روشی برای همکاری هماهنگ میان تمامی ذی‌نفعان پروژه‌ است که موجب کاهش خطاها، صرفه‌جویی در هزینه‌ها و زمان، و افزایش کیفیت اجرا می‌گردد.

با رشد سریع فناوری‌های دیجیتال و الزام بسیاری از کشورها به استفاده از BIM در پروژه‌های عمرانی، آشنایی با این مفهوم و ابزارهای مرتبط، برای مهندسین، معماران و کارفرمایان به ضرورتی انکارناپذیر تبدیل شده است. موقعیت‌های شغلی مرتبط با BIM نیز روز به روز در حال گسترش هستند و فرصت‌های بسیار خوبی را در بازار کار داخلی و بین‌المللی فراهم کرده‌اند.

در نهایت، BIM آینده‌ صنعت ساخت است؛ آینده‌ای مبتنی بر داده، همکاری و هوشمندسازی فرایندهای ساخت‌وساز. آشنایی و آموزش در این حوزه می‌تواند مسیر حرفه‌ای بسیاری از علاقه‌مندان به مهندسی و معماری را متحول کند.

نویسنده: ستاره دهقان - کارشناس تاسیسات و انرژی 

سیلاب یکی از بلایای طبیعی است که با تغییرات اقلیمی و گسترش شهرنشینی، روز به روز تهدیدات بیشتری را برای جوامع شهری به همراه دارد. افزایش ساخت و سازها، تغییرات در ساختار زمین و در نهایت کم توجهی به الگوهای طبیعی سبب شده تا بسیاری از شهرها در معرض خطر سیلاب قرار بگیرند. در این میان، نقش معماران و شهرسازان در کاهش آثار مخرب سیلاب‌ها به شدت پررنگ است. این متخصصان گرایش معماری و شهرسازی می‌توانند راهکارهایی را برای مقاوم‌سازی ساختمان‌ها و شهرها در برابر سیل طراحی کنند و با پیش‌بینی دقیق، از وقوع خسارات جدی جلوگیری کنند. در این مقاله، به بررسی نقش معماران در مقابله با سیلاب‌ها، راهکارهای مقاوم‌سازی سازه‌ها، ویژگی‌های طراحی مناسب برای مناطق سیل ‌خیز و اقدامات موثر در طراحی شهری خواهیم پرداخت.

تاریخچه وقوع سیل در ایران

تاریخچه وقوع سیل در ایران به طور کلی با تغییرات اقلیمی، رشد شهرنشینی و فعالیت‌های انسانی ارتباط دارد. ایران به دلیل موقعیت جغرافیایی خاص خود، از جمله رشته ‌کوه‌های مرتفع، دشت‌های وسیع و رودخانه‌های مختلف، همواره در معرض انواع بلایای طبیعی از جمله سیلاب‌ها بوده است. در اینجا به برخی از مهم‌ترین حوادث سیلابی در تاریخ ایران اشاره می‌کنیم:

سیلاب‌های تاریخی در ایران

در طول تاریخ، ایران با سیلاب‌های فراوانی مواجه شده است که بسیاری از آن‌ها تاثیرات ویرانگری داشته‌اند. برخی از این سیلاب‌ها در دوره‌های مختلف تاریخی یاد شده‌اند و به عنوان بلایای طبیعی در اسناد تاریخی ثبت شده‌اند. در بسیاری از این سیلاب‌ها، خسارات زیادی به زیرساخت‌ها، کشاورزی و مناطق مسکونی وارد شده است.

سیلاب‌های دهه‌های اخیر

در دهه‌های اخیر، وقوع سیلاب‌ها در ایران به‌ ویژه در سال‌های ۲۰۱۹ و ۲۰۲۰ به‌ طور گسترده‌تری گزارش شده است. در این دوره‌ها، برخی از مناطق ایران دچار سیلاب‌های شدید و آسیب‌های قابل توجهی شدند. در سال ۱۳۹۸ (۲۰۱۹ میلادی) یکی از بزرگترین سیلاب‌ها در ایران رخ داد که بخش‌های وسیعی از کشور را درگیر کرد. این سیلاب به خصوص در استان‌های لرستان، گلستان، مازندران و خوزستان و مناطقی دیگر، خسارات زیادی به بار آورد.

علل وقوع سیلاب‌ها در ایران

وقوع سیلاب‌ها در ایران به چند عامل عمده بستگی دارد:

• بارش‌های شدید و ناگهانی:  ایران در برخی از نواحی خود بارش‌های بسیار شدیدی را تجربه می‌کند که می‌تواند منجر به جاری شدن سیلاب شود.

• تغییرات اقلیمی:  تغییرات اقلیمی جهانی سبب افزایش نوسانات دما و بارش‌ها در ایران شده است که به نوبه خود می‌تواند سیلاب‌ها را تشدید کند.

• تخریب محیط ‌زیست:  جنگل ‌زدایی، کاهش پوشش گیاهی و تغییرات در ساختار خاک‌ها، باعث کاهش توان جذب آب و افزایش خطر سیلاب‌ها می‌شود.

• شهرنشینی و تغییرات در کاربری زمین‌ها:  ساخت‌ و سازهای بی‌رویه و عدم رعایت اصول مهندسی در مناطق سیل‌ خیز، می‌تواند شرایط را برای وقوع سیلاب‌ها بیشتر کند.

سیلاب‌های اخیر و اقدامات پیشگیرانه

سیلاب سال ۱۳۹۸: این سیلاب در ماه‌های ابتدایی سال ۱۳۹۸ باعث تخریب گسترده‌ای در برخی مناطق شد. بیش از ۴۰ استان ایران تحت تاثیر قرار گرفتند و خسارات زیادی به کشاورزی، زیرساخت‌ها و زندگی مردم وارد شد.

اهمیت معماری در جلوگیری از وقوع سیل

امروزه با گسترش شهرها و افزایش شهرنشینی، وقوع سیلاب‌ها نیز بیشتر شده است، چرا که بناهای شهری و زیربناها سبب تغییراتی در الگوی طبیعی و سپس به وجود آمدن سیل در شهر می‌شوند. اما امروزه، انسان به دلیل داشتن آگاهی بیشتر در مورد وقایعی مثل سیل و ... و نیز با پیشرفت تکنولوژی و به وجود آمدن علومی همچون معماری طراحی موانعی که جلوی سیلاب را می‌گیرد مانند سیل بندها)، می‌تواند از وقوع این بلای طبیعی و خساراتی که ممکن است وارد کند، جلوگیری نماید.

اگرچه به تنهایی با استفاده از علومی همچون معماری نمی‌توان از وقوع سیلاب جلوگیری کرد یا مشکل را به طور کلی حذف کرد، ولی می‌توان با استفاده از مجموعه‌ای از راهکارها خسارت‌های ناشی از آن را کاهش داد. بنابراین، از طریق برنامه ریزی‌هایی که معماران و شهرسازان انجام می‌دهند، می‌توان اثرات مخرب سیلاب‌ها را کاهش داد. در سراسر جهان می‌توان برنامه‌هایی را مشاهده کرد که توسط معماران و شهرسازان تهیه و تدوین شده است تا در برابر این بلایا به صورت کاملا منعطف از لحاظ جغرافیایی عمل کنند. برای یادگیری نحوه طراحی ساختمان‌های مقاوم در برابر سیلاب با نرم ‌افزارهای طراحی معماری، دوره رویت می‌تواند کمک‌کننده باشد.

مقاوم‌سازی ساختمان‌ها و شهرها در برابر سیل

در ابتدا باید بدانیم که مقاوم‌سازی ساختمان چیست و چرا باید انجام شود؟ در واقع از طریق علم مهندسی عمران می‌توان مقاوم‌سازی را به این صورت تعریف کرد: افزایش مقاومت سازه‌ها در مقابل نیروهایی که به آن سازه وارد می‌شود. به عبارت دیگر این مقاوم‌سازی در برابر نیروهایی مانند سیل، زلزله و ... صورت می‌گیرد و باید عملکرد تک تک اجزای ساختمان در برابر این نیروها کاملا بهبود بخشیده شود. در این فرآیند، معماران و مهندسین عمران و به طور کل کارشناسان، عواملی که موجب خرابی یک سازه می‌شوند را مورد بررسی قرار می‌دهند و تلاش می‌کنند که این ضعف‌ها را برطرف کنند.

بنابراین با توجه به مطالبی که بیان شد، برای در امان ماندن از این بلای طبیعی، از بین دو راه می‌توانیم انتخاب کنیم: یا محل زندگی را تغییر دهیم و مکان زندگی خود را به جای جدید انتقال بدهیم که مطمئن باشیم از هر لحاظ ایمن است و یا اینکه در همان مکان بمانیم اما به کمک معماران و شهرسازان و مهندسین ساختمان به دنبال ایمن‌سازی مکان زندگی خود باشیم و راه حل‌های موثرتری را برگزینیم. در واقع بهترین کاری که می‌توانیم در برابر سیلاب‌ها انجام دهیم، این است که ساختمان خود را از هر لحاظ مقاوم‌سازی کنیم.

در واقع همین مطالبی که برای مقاوم‌سازی ساختمان‎ها و سازه‌ها بیان شد، برای شهرها نیز قابل تعمیم است. به این صورت که باید باز هم از طریق معماران و شهرسازان زیربناهای شهری را ایمن سازی کرد. به جهت اینکه سیل یکی از بلایای طبیعی است که همواره جان انسان‌ها را تهدید می‌کند، بنابراین باید راهکارهایی را در جهت جلوگیری از خسارات آن در نظر داشته باشیم. پس معماران و شهرسازان باید این راهکارها را در زمان طراحی یک سازه یا ساختمان و نیز طراحی‌های شهری به کار بگیرند. اگر می‌خواهید در زمینه تحلیل و مقاوم‌سازی سازه‌ها در برابر سیلاب و بلایای طبیعی به صورت حرفه‌ای کار کنید، دوره سیف و ایتبس و دوره سپ برای شما مناسب است.

ارتفاع ساختمان‌ها از سطح سیلاب

ساختن سازه‌ها و ساختمان‌ها در ارتفاع کافی و مناسب از سطح زمین، یکی از موارد و اصولی است که باید معماران و طراحان به هنگام طراحی‌های شهری به جهت جلوگیری از خطرات ناشی از سیل در نظر داشته باشند. در صورت ساخت سازه بالاتر از سطح سیل، خسارت ناشی از سیل کاهش می‌یابد. معماران باید بتوانند تشخیص دهند که یک سازه یا ساختمان در چه ارتفاعی باید ساخته شود تا در برابر سیل ایمن باشد. یکی از راه‌هایی که می‌توان یک سازه را در ارتفاع مناسب برای جلوگیری از خسارت ناشی از سیل قرار داد، بناکردن سازه بر روی ستون‌ها و شمع‌‍ها است.

در واقع ساختمانی که در برابر سیل به خوبی طراحی شده باشد و پایه‌های محکم و با ارتفاع مناسب داشته باشد، در مقابل جاری شدن سیل استحکام مناسبی دارد و تخریب نمی‌شود و یا در مقابل سیلاب‌های شدید حرکتی به اطراف نخواهد داشت.

استفاده از درزگیرها و پوشش‌های ضدآب

به دو روش می‌توانیم اقدامات لازم برای کاهش خسارات سیل را انجام دهیم: به این صورت که می‌توان از ورود سیل به درون یک سازه یا ساختمان جلوگیری کرد و یا اینکه سیلاب وارد ساختمان شود و ما با استفاده از پوشش‌های ضدآب و درزگیرها از نفوذ این آب به دیوارها جلوگیری کنیم. معماران باید بتوانند از مجموعه‌ای از عایق‌ها برای مناطقی از سازه که پایین‌تر از سطح سیل است، استفاده کنند.

شیب در محوطه اطراف سازه

معماران می‌توانند با طراحی شیب  در محوطه اطراف سازه، برای کاهش خسارات سیلاب استفاده کنند. به این صورت که این شیب حتما باید به سمت بیرون ساختمان باشد تا آب باران و سیل را از ساختمان دور نماید.

اتصالات یک سازه

از دیگر اصولی که باید برای مقاوم‌سازی یک سازه در برابر سیل رعایت شود، اتصالات آن سازه یا ساختمان است. به این صورت که سازه در برابر نیروها و بارهای جانبی، استحکام کافی را داشته باشد. مثلا روش پایدارسازی انکراژ می‌تواند برای پایداری در برابر گودبرداری‌های شهری مفید واقع شود.

نمونه‌های معماری شهری در مقابله با سیل

جمع بندی

در نتیجه، سیلاب‌ها به عنوان یکی از بلایای طبیعی، تهدیدهای جدی برای جوامع شهری به شمار می‌آیند، به ویژه با گسترش شهرنشینی و تغییرات اقلیمی که به شدت این خطرات را افزایش می‌دهد. در این شرایط، نقش معماران و شهرسازان در مقابله با سیلاب‌ها اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کند. این متخصصان با بهره‌گیری از علم معماری و شهرسازی، قادرند راهکارهایی برای مقاوم‌سازی ساختمان‌ها و زیرساخت‌های شهری طراحی کنند تا خسارات ناشی از سیلاب‌ها به حداقل برسد.

مقاوم‌سازی سازه‌ها در برابر سیلاب شامل اقداماتی مانند ساختن ساختمان‌ها در ارتفاع مناسب، استفاده از پوشش‌های ضد آب و درزگیرها، طراحی شیب‌های مناسب در اطراف سازه‌ها و استفاده از اتصالات مقاوم است. علاوه بر این، در سطح شهری نیز طراحی‌های ویژه‌ای همچون ایجاد کانال‌های هدایت آب، بام‌های سبز و سیستم‌های جمع‌آوری آب باران، می‌تواند به کاهش اثرات مخرب سیلاب‌ها کمک کند.

نمونه‌های موفق در شهرهای مختلف همچون بوستون، فابورگ، هانگژو، میلان و نیویورک نشان ‌دهنده این است که با طراحی‌های صحیح و استفاده از تکنولوژی‌های نوین، می‌توان از وقوع سیلاب‌های شدید جلوگیری کرده و از آسیب به انسان‌ها و زیرساخت‌ها جلوگیری کرد. به این ترتیب، آگاهی و تدابیر پیشگیرانه در طراحی معماری و شهرسازی می‌تواند نقش مهمی در کاهش آسیب‌های ناشی از سیلاب‌ها ایفا کند و تاب ‌آوری شهرها را در برابر این بلای طبیعی افزایش دهد.

نویسنده: سایه صفاییان، کارشناسی مهندسی مواد

پمپ ها بیش از 90% از نیاز صنایع مختلف شامل نیروگاهی، نفت و گاز، پالایش، صنایع معدنی، آب و فاضلاب، صنایع فلزی و ... را در بخش انتقال سیالات پوشش می ­دهد و بخش بزرگی از هزینه­ های بهره برداری در واحدهای صنعتی مربوط به هزینه انرژی مصرفی در فرآیندهای انتقال سیالات می ­باشد. از این رو شناخت و بررسی و دانش کار با آن ها از اهمیت بالایی برای مهندسین شیمی، مکانیک و .... برخوردار است.

تعریف

توربوماشین ها تجهیزاتی هستند که انرژی را بین یک روتور و یک سیال منتقل می کنند. از مهمترین توربوماشین ‌ها می ‌توان به پمپ ها اشاره کرد که وظیفه انتقال مایعات را با اهداف مختلف فرآیندی برعهده دارند.

پمپ در ساده ترین تعریف وسیله ای برای جا به جایی سیالات از است. پمپ این کار را از طریق گرفتن انرژی از منبعی خارجی و دادن آن انرژی به سیال انجام می دهد. به این ترتیب انرژی سیال خروجی از پمپ بیشتر از انرژی سیال ورودی به آن است.

تقسیم بندی پمپ

پمپ ها را از جهت های گوناگونی می توان دسته بندی کرد. بر اساس یکی رایج ترین تقسیم بندی ها، که به نوع انتقال انرژی از پمپ به سیال وابسته است، پمپ ها در 2 دسته پمپ های دینامیکی و پمپ های جا به جایی مثبت قرار می گیرند.

پمپ های دینامیکی

در پمپ های دینامیکی حرکت سیال از طریق افزایش سرعت اتفاق می افتد. در واقع روند عملکرد این پمپ ها به این صورت است که به وسیله یک پروانه یا عاملی مشابه این، سرعت سیال افزایش پیدا می کند، پس از آن، این افزایش سرعت به تغییر فشار تبدیل می شود و باعث حرکت سیال می شود. ویژگی مهم پمپ های دینامیکی انتقال انرژی پیوسته و دائمی به سیال است. این پمپ ها می توان به دسته کلی پمپ های سانترفیوژ پمپ های محیطی، پمپ های خاص تقسیم بندی کرد.

مهمترین عضو این گروه، پمپ های سانترفیوژ یا گریز از مرکز هستند. پمپ های سانترفیوژ به دلیل سادگی ساختار عملکردی و قیمت پایین تر رایج ترین نوع پمپ ها در جهان هستند. این پمپ ها بر اساس اصل برنولی کار می کنند و در آن ها انرژی جنبشی سیال به فشار استاتیکی تبدیل می شود.

پمپ های گریز از مرکز را از نظر ساختار پروانه به انواع شعاعی (radial) و محوری (axial) تقسیم بندی می شوند.

پمپ های جابه جایی مثبت

پمپ های جا به جایی مثبت بر خلاف پمپ های دینامیکی انتقال انرژی را به صورت تناوبی (غیر پیوسته) انجام می دهند. یکی از ویژگی های مهم این نوع پمپ این است که برای سیالات با لزجت (ویسکوزیته) بالا نیز کاربرد دارد، در حالی که پمپ های دینامیکی فقط توانایی کار با سیالات با ویسکوزیته پایین را دارند.

پمپ های رفت و برگشتی

در پمپ های رفت و برگشتی فرآیندی مانند عملکرد یک سیلندر و پیستون است. در واقع حرکت چرخشی شفت به حرکت انتقالی (رفت و برگشتی) پیستون در سیلندر تبدیل می شود. مکش ایجاد شده در هنگام حرکت پیستون منجر به ورود سیال شده و سپس با برگشت پیستون راه ورود بسته شده و مایع به بخش خروجی پمپ حرکت می کند.

پمپ های چرخشی

پمپ های چرخشی یا دوار همانطور که از اسم شان پیداست از یک مکانیزم چرخش برای حرکت سیال استفاده می کنند و به این ترتیب مایع به دام افتاده بین چرخ دنده ها را به بخش تخلیه منتقل می کند.

منحنی های مشخصه

شرکت های سازنده پمپ ها (مانند سایر توربوماشین ها)، برای تعیین کردن شرایط عملکردی پمپ های مختلف تولید شده و ارائه آن به سفارش دهنده ها، تست های مشخصی را (معمولا با سیال آب) انجام می دهند و نتایج استخراج شده از این آزمایش ها را به صورت نمودارها و منحنی هایی ترسیم می کنند که به منحنی های مشخصه پمپ معروف است. معمولا این منحنی ها به همراه پمپ به سفارش دهنده تحویل داده می شود.

استاندارد API610

استاندارد API610 مهمترین استاندارد مرتبط با پمپ های سانتریفیوژ مورد استفاده در صنایع مختلف مانند پالایشگاه ها و شرکت های پتروشیمی است.

در این استاندارد به 3 نوع از پمپ های گریز از مرکز پرداخته شده است:

• پمپ های OverHung که به اختصار سری OH نامیده می شوند.
• پمپ های  Between Bearingکه به اختصار سری BB نامیده می شوند.
• پمپ های  Vertically Suspendedکه به اختصار سری VS نامیده می شوند.

به طور کامل تر می توان طبقه بندی پمپ های این استاندارد را به صورت زیر بیان کرد:

انتخاب صحیح پمپ

همانطور که گفته شد پمپ های سانترفیوژ رایج ترین نوع پمپ ها هستند و عناصر موثری در صنایع مختلف قمداد می شوند، از این رو انتخاب بهینه آن ها در هر صنعت نقشی قابل توجه در افزایش بهره وری انرژی دارد. از سوی دیگر، انتخاب ماشین مناسب در کاربری ­ها و موقعیت­ های نصب مختلف علاوه بر کاهش هزینه­های تامین تجهیزات، در افزایش عمر و کاهش هزینه­های نگهداری و تعمیرات تاثیر بسزایی دارد.

مولفه های انتخاب پمپ های گریز از مرکز

اطلاعات طراحی (مانند دبی Q، هدH، سرعت دورانی محورn و NPSH)

• خواص سیال پمپ شونده
• کاربرد
• محل نصب
• قوانین و استانداردهایی که در حوزه مورد نظر باید برآورده شود

به این ترتیب فرآیند انتخاب پمپ از شناخت نیاز شروع می شود و تا تعیین کامل و دقیق تمام مشخصه های مکانیکی و هیدرولیکی و مکانیکی بر اساس استاندارد پیش می رود.

طراحی پمپ به کمک نرم افزارها

طراحی توربوماشین ها نیز مانند همه حوزه های دیگر مهندسی، با بهره گرفتن از ابزارهای رایانه ای تحول و رشد بزرگی را تجربه کردند. در دنیا، نرم افزارهای مختلفی برای طراحی توربوماشین ها وجود دارد که برخی از آن ها در ایران قابل دسترسی و کاربری نیستند. از نرم افزارهای طراحی پمپ رایج و با قدرت قابل استفاده در ایران، می توان به CFturo اشاره کرد که تقریبا در اکثر شرکت ها به کمک مهندسین این حوزه آمده است.

اساس طراحی این نرم افزار برای ماشین های جریان شعاعی، مخلوط و محوری می باشد. هم چنین این نرم افزار قابلیت این را دارد که علاوه بر طراحی، نمودارهای منحنی مشخصه ماشین های دوار را نیز تهیه کند و همچنین امکان اصلاح و بهبود طرح های موجود به سادگی امکان پذیر است.

هیچ دو فریلنسر یا کارآفرینی یکسان نیستند، اما بهترین و موفق ترین ها دارای برخی ویژگی های مشابه هستند. توانایی سخت کوشی، حرفه ای بودن، مهارت های ارتباطی، پشتکار، اشتیاق، انضباط شخصی و ابتکار از مهمترین ویژگی ها هستند.

در اینجا تعدادی از  ویژگی ها را تعریف می کنیم که به شما به عنوان یک صاحب کسب و کار و فریلنسر کمک می کند تا موفق شوید. هم برای فریلنسرها و هم برای کارآفرینان کاربرد دارد.با این حال، برای ساختن آن نیازی به تسلط کامل بر همه اینها ندارید. اما اگر می خواهید یک کسب و کار پایدار بسازید و ارزش واقعی را برای مشتریان خود به ارمغان بیاورید، باید یاد بگیرید که بر نقاط ضعف خود غلبه کنید. ارزش آن را دارد که قبل از ترک شغلتان وقت بگذارید و فکر کنید و از خود بپرسید: "آیا واقعاً می توانم بسیاری از این ویژگی ها را در خودم ببینم؟" و اگر نه:​​"آیا حاضرم چیزهایی را که کمبود دارم یاد بگیرم؟"

چه چیزی باعث ایجاد یک فریلنسر و کارآفرین موفق می شود؟ فریلنسرها و کارآفرینان بیش از مهارت های قابل فروش چه چیزی مشترک دارند؟ بیایید نگاهی به ویژگی های فریلنسرها و کارآفرینان موفق بیندازیم:

- تلاش مداوم:

اگر کتاب عالی تیم فریس «The 4-Hour Work Week» را نخوانده‌اید، باید آن را مطالعه کنید. این کتاب مملو از نکاتی در مورد نحوه اداره یک کسب و کار است. تنها راه ما برای انتخاب با آقای فریس، عنوانی است که او انتخاب کرد.

راه اندازی کسب و کار شخصی و یا فریلنسری معمولاً کار سختی است. فریلنسرهای انفرادی و صاحبان آژانس های طراحی جدید فقط مهارت های خاص خود را برای فروش دارند. بنابراین، مگر اینکه در یک جایگاه فوق‌العاده با درآمد بالا کار کنید و سبک زندگی فوق‌العاده ساده‌ای داشته باشید، منصفانه است که بگویید بیش از چهار ساعت در هفته کار خواهید کرد، خیلی بیشتر. نه تنها کار مشتری باید انجام شود، بلکه فروش، بازاریابی، اداره کل، حسابداری و غیره نیز وجود دارد.اگر فکر می کنید که ساختن کسب و کار خود معجزه ای برای کار است، دوباره فکر کنید. اگر آماده کار سخت نباشید، زندگی کارآفرینی و فریلنسینگ به سرعت خود را رویایی غیرممکن نشان خواهد داد.

- مهارت های ارتباطی:

فریلنسرها و کارآفرینان در ارتباط دائمی با مشتریان خود، با همتایان خود و با دنیای اطراف خود هستند. شما باید بتوانید از طریق تلفن، حضوری و کتبی خود را به خوبی معرفی کنید (حتی اگر یک نویسنده آزاد نباشید). شما باید بر بسیاری از ابزارهای ارتباطی نیز تسلط داشته باشید (هر مشتری ترجیحات خاص خود را دارد و هر کدام اصرار دارند که "استاندارد صنعت" است). این شامل Skype، Trello، Basecamp، IM، VoIP، Voice Mail، Slack و بسیاری از موارد دیگر است. بدون ارتباط نمی توانید یک کسب و کار را اداره کنید.

- حرفه ای گری:

اگر نمی خواهید برای کار، نیازی به پوشیدن کت و شلوار ندارید. با این حال، شما باید فریلنسر حرفه ای باشید. اگر جلسه ای با مشتری دارید، باید لباس مناسب بپوشید. اگر قولی می دهید، باید عمل کنید. شما باید رفتاری اخلاقی و قانونی داشته باشید. زمانی که کارمند نباشید، حرفه ای گری نمی میرد. در واقع، بخش مهمی از اداره هر کسب و کاری است.

- مدیریت زمان و سازمان:

در فریلنسینگ برای موفقیت باید نسبت به مدیریت زمان بی رحم باشید. مشتریان مهلت دارند؛ اگر آنها را از دست دادید، برای آنها هزینه خواهید داشت و آنها دیگر نمی خواهند با شما کار کنند (همچنین ممکن است نخواهند برای کاری که انجام داده اید به شما پول بدهند).مدیریت زمان می تواند واقعا چالش برانگیز باشد و نه فقط برای فریلنسرها. اگر قبلاً با مدیریت زمان آشنا نشده اید، ایده خوبی است.

- ماندگاری:

اگر از آن دسته افرادی هستید که هر زمان که یک چالش غیرمنتظره به وجود می آید تسلیم می شوید، کار آزاد و کارآفرینی و فریلنسری واقعا برای شما سخت خواهد بود. برای جلب مشتری، باید در بازاریابی و فروش مداوم باشید.برای ارائه ارزش به مشتریان خود، باید در انجام بهترین کاری که می توانید انجام دهید، پایدار باشید. وقتی یک مشتری در آخرین لحظه پروژه‌ای را انجام می‌دهد، نمی‌توانید در یک هفته‌ای که به بیرون از پنجره خیره می‌شود، بیفتید - باید کاری در مورد آن انجام دهید تا مطمئن شوید که هنوز در حال کسب درآمد هستید. و غیره…

- مسئوليت:

بلوک خلاق / بلوک نویسنده / غیره تجملاتی هستند که نمی توانید از عهده آنها برآیید. مشتری شما به بهانه های شما علاقه ای ندارد - آنها مسئولیت انجام کار را به شما داده اند. آنها انتظار دارند شما را تحویل دهید.

اگر برای انجام کار آماده نیستید، هیچگاه به سراغ فریلنسینگ نروید. شما فقط یک شهرت دارید، و هدر دادن آن ممکن است به این معنی باشد که دیگر فرصتی برای نشان دادن آنچه دارید به دنیا نخواهید داشت. شما باید مسئولیت تحویل کالا را بر عهده بگیرید، مهم نیست که انجام این کار چقدر سخت است.

- ابتکار عمل:

آیا برای به عهده گرفتن مسئولیت آماده هستید؟ وقتی چیزی را متوجه نمی شوید سوال بپرسید؟ برای ایجاد فرصت در جایی که هیچ کدام آشکار به نظر نمی رسد؟ اگر پاسخ "بله" است، پس شما در مکان مناسبی برای ایجاد کسب و کار خود هستید.

فریلنسرها و کارآفرینان باید آماده باشند تا ابتکار عمل را بر عهده بگیرند، زیرا هیچ کس دیگری وجود ندارد که آن را به دست بگیرد. راحتی کارمندان این است که وظیفه مدیر آنهاست که در زمانی که آمادگی ندارند ابتکار عمل را به دست بگیرند. صاحبان مشاغل باید خودشان و هر زمان که مناسبت ایجاب کند این کار را انجام دهند.

- اصول:

در فریلنسینگ شما باید با مشتریان خود صادق باشید. شما باید استاندارد بالایی از عملکرد اخلاقی را تعیین کنید. اگر به یک کلاهبردار دروغگو شهرت پیدا کنید ... کار زیادی برنده نخواهید شد.

وقتی همه چیز اشتباه می شود، وظیفه شماست که آنها را درست کنید. این به این معنی نیست که برای مشتریان خود دریچه ای باشید، اما به این معنی است که وقتی تقصیر شماست، همه چیز اشتباه می شود، شما مالک هستید و هر کاری را که لازم است انجام می دهید تا اوضاع را درست کنید، حتی زمانی که برای شما زمان و هزینه دارد.

- هدف و ارزشیابی محور:

اکثر فریلنسرها و کارآفرینان هدف گذاری عالی هستند. آنها اهدافی را برای کار با مشتری خود تعیین می کنند. آنها اهدافی را برای کسب و کار خود تعیین می کنند. آنها اهدافی را برای توسعه شخصی تعیین می کنند. آنها نیز این اهداف را یکدست دنبال می کنند. و آنها می دانند که کار و زندگی فرآیندهای تکراری هستند که باید بارها و بارها آنها را ارزیابی و دوباره ارزیابی کنند تا به اهداف خود برسند.اگر می‌خواهید شغل آزاد و کارآفرینی به شما احساس موفقیت و ارزشمندی بدهد، بسیاری از آن‌ها از طریق ایجاد و رسیدن به اهداف و توانایی ارزیابی، اصلاح مسیر و تعیین اهداف جدید در طول مسیر حاصل می‌شود.اصول طراحی مبتنی بر هدف و ارزشیابی است، بنابراین اگر از یک پیشینه طراحی آمده اید، هدفمند بودن و ارزیابی محور بودن باید آسان تر باشد.

🖌چگونه کارفرمایان را متقاعد کنیم که مناسب شغل مدنظرشان هستیم!

نحوه رزومه نویسی و الگوش رو یک گوگل ساده کنید میتونید بی شمار صفحه در سایت های مختلف پیدا کنید که اکثرا هم مفید هستند. در این پست میخواهیم یک مقدار ریزتر به رزومه نویسی نگاه کنیم و نقاط تاثیرگذارتر رو بهتون گوشزد کنیم تا کارفرمایان رو متقاعد کنید زمان بیشتری روی دیدن رزومه تون وقت بگذارند.

گفتیم زمان بیشتر!!! دقیقا همینطوره! به طور میانگین مسئولین جذب و نمایندگان کارفرمایی به طور میانگین روی هر رزومه 20 تا 30 ثانیه زمان صرف میکنند و تصمیم میگیرند که با شما جلسه مصاحبه تنظیم کنند یا نه!

رزومه تون باید طوری باشه که همون 30 ثانیه دوست عزیز و کارفرمامون رو متقاعد کنه با شما جلسه مصاحبه بگذاره!

نکات مهمتری که باید رعایت کنید در رزومه نویسی:

🔸کمی نگران باشید:

اینکه صفحات رزومتون رو بیشتر کنید لزوما رزومه ی شما رو پربار تر و شما رو ادم حرفه ای تری نشون نمیده! رزومه دو صفحه ای اگه خوب دسته بندی شده باشه خیلی وقتا میتونه موثر تر عمل کنه!

🔸رزومه در نبود شما وکیل شما و معرف شخصیت شماست!

دسته بندی داشته باشید

به فونت ها و اصول زیبایی شناسی و نگارشی اهمیت بدین

🔸حتما to the point باشید

از زیاده نویسی بپرهیزید و سعی کنید روی مهارت هاتون تاکید بیشتری داشته باشید. لزوما تعداد مهارت بیشتر بهتر نیست، مهارت هایی که علاقه بیشتری دارید که توی شغل تون همراهتون باشند رو پر رنگ تر کنید و چنانچه مرتبط با اون مهارت ها مقاله، ثبت اختراع، کتاب، سابقه تدریس، تاییدیه مدرک از جایی معتبر و یا شخصی معتبر دارید رو بیارید!

🔸صادق باشید

دوستان صداقت در همه جا خوب است و در رزومه نویسی خوب ترین است. چون مهمترین عامل موفقیت شما در زندگی کاری تون تناسب شما با شغلتون هست. اگر شغلی و با رزومه ای که چندان داخلش صادق نبودید تونستید به دست بیارید، بعد از گذشت زمان معمولا به خاطر تناسب نداشتن با شغل امکان بالنده شدن در آن زمینه رو نخواهید داشت و به مرور از آن شغل دلزده میشید.

🔸تیپ شخصیتی و نکات مثبت شخصیت تون رو بیارید!

سعی کنید برای این قسمت خودتان باشید و از کلیشه ای نویسی بپرهیزید. مثلا در اغلب رزومه ها علاقه به کار تیمی هست، حالا اگر در محل کار عکس ش ثابت شه بدونین احتمالا توی لیست مازاد ماه بعد منابع انسانی سازمان تون هستید.

بحران انرژی که در دهه 1970 میلادی به دلیل کاهش تولید نفت و افزایش قیمت آن، در آمریکا شروع شد و در کشورهای دیگه ادامه پیدا کرد و در واقع نگرانی از اتمام سوخت های فسیلی بعنوان اولین دلیل باعث شد دولت ها به نوع دیگری از انرژی فکر کنندهمچنین تغییرات اقلیمی که با انقلاب صنعتی به وجود آمد و صدماتی مثل آسیب دیدن لایه اوزون و ..... خیلی از منابع طبیعی که در حال آسیب و از بین رفتن هستند، بر این دغدغه افزود و موجب شد بشر به سمت استفاده از که از منابع انرژی حرکت کند که اسیب کمتری به محیط زیست بزند و از طرفی تنوع خوبی داشته باشد.توافقنامه های زیادی در این راستا بین دولت ها در مناطق مختلف جهان بررسی و منعقد شد که مانند توافقنامه 2030 ، حوزه های زیادی از جمله ساختمان وساختمان سازی، حمل و نقل، کشاورزی و ..... شامل می شد. به طور مثال یکی از بندهای این توافق بیان می کند اتحادیه اروپا اعلام کرده است بعد از سال 2030 هیچ خودروی سوختی نباید تولید شود. این قوانین و گام ها در این مسیر تعریف شده است که شهرها، محیط هایی پایدار و هوشمند تبدیل شوند.

انرژی های تجدیدپذیر

همان طور که می دانیم یکی از تقسیم بندی های رایج و پرکاربرد برای انواع انرژی، تقسیم آنها براساس تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر است. البته اصطلاح تجدید ناپذیر بودن به این معنا نیست که این نوع از انرژی ها امکان به وجود آمدن مجدد را ندارند، بلکه این مفهوم در مقایسه با طول عمر انسان ها معنا می شود. به این ترتیب که اگر منبعی در زمانی در مقیاس زمانی عمر انسان به طور طبیعی دوباره جایگزین شود، منبع تجدید پذیر به حساب می آید. مهمترین دسته از این منابع، منابعی با انتشار کربن صفر مانند انرژی خورشیدی، باد، باران، جزر و مد و .... هستند.

به گزارش شبکه بین الملی سیاست گذاری انرژی های تجدید پذیر برای قرن 21 (REN21)، در سال های 2015 و 2016 ، به طور میانگین حدود 20% از مصرف انرژی جهانی و تولید برق سهم انرژی های تجدید پذیر بوده است.

چرا بررسی ساختمان ها؟!

امارها نشان می دهد بیش از 40% از مصرف انرژی جهان در واقع بزرگترین سهم از مصرف انرژی، مربوط به ساختمان و ساختمان سازی است . پس لازم است توجه ویژه ای به این حوزه داشته باشیم. برای در نظر گرفتن دغدغه های مرتبط با بهینه سازی مصرف انرژی ، و ایجاد راه حل های مناسب نیاز به شبیه سازی پدید می آید.

انرژی های تجدید پذیردر کنار مزایایی مثل تنوع، قابل دسترس بودن و .... ، معایبی مثل هزینه بالای تولید و نصب تجهیزات لازم و یا طولانی شدن زمان بازگشت سرمایه را دارند. وجود این معایب باعث می شود قبل از اجرای هر طرح انرژی برای ساختمان ها، به شبیه سازی ساختمان و طرح های پیشنهادی بپردازیم و میزان تحقق اهداف را بررسی کنیم تا از خطاهای احتمالی جلوگیری شده و باعث هدر رفت زمان و هزینه نشود.

البته از آنجایی که یکی از اولین خروجی های این شبیه سازی ها برآورد مصرف انرژی به تفکیک بارهای برودتی، بارهای حرارتی، روشنایی و .... است، حتی برای انتخاب و چیدمان وسایلی که با انرژی های تجدید ناپذیر مثل سوخت های فسیلی کار می کنند، نیز کاربرد دارند.

به طور کلی شبیه سازی های ساختمان از دیدگاه انرژی با 2 رویکرد انجام می شود: 1) برای ساختمان هایی که قرار است جدید ساخته شوند تا بتوان میزان مصرف انرژی، روشنایی، انتشار کربن و ... پیش بینی کرد. 2) برای ساختمان هایی که قبلا ساخته شده اند وضعیت موجود رو مدل کنیم و در و در واقع ممیزی انجام می دهیم تا ببینیم با چه راه حل هایی می تونیم این ساختمان را به یک ساختمان انرژی مثبت و پایدار تبدیل کنیم.

ابزارهای شبیه سازی

در بحث شبیه سازی حدودا 20 الی 30 سال است که نرم افزارهایی ایجاد شده و توسعه پیدا کرده اند که می توان از دیزاین بیلدر (Design Builder)، اکوتک (ecotech) ، ies بعنوان معروف ترین آنها نام برد. در ایران خیلی از نرم افزاها به دلیل مشکلات لایسنس حتی به صورت کرک شده قابل دسترس و استفاده نیستند. دیزاین بیلدر یکی از نمونه های قابل دسترس در ایران است که بدون مشکلات مربوط به لایسنس می توان از آن استفاده کرد. از طرفی مقالات معتبری نشان می دهد یکی از ابزارهایی که در شبیه سازی ها تا حد زیادی به نتایج و شرایط واقعی نزدیک شده، نرم افزار دیزاین بیلدر بوده است.

نوع دیگری از ابزارها برای شبیه سازی وجود دارد که به موتورهای شبیه سازی معروف هستند، مانند انرژی پلاس (Energy Plus) که موتور اصلی نرم افزارهای رابط گرافیکی مثل دیزاین بیلدر هستند. این نوع از نرم ا فزارها، از قدرت بالاتری در حل معادلات و شبیه سازی ها برخوردار هستند، اما از نظر محیط های گرافیکی و کارپسند بودن نسبت به نوع قبلی نرم افزارها، ضعف هایی دارند. در واقع مهندسین حوزه های مختلف باتوجه به اولویت بندی ها و خروجی های مورد نیاز در هر پروژه، یکی از دو نوع ابزار ذکر شده را انتخاب می کنند.

آسمان خراش‌ها به ساختمان‌های بسیار بلند که حداقل دارای 40 طبقه و 150 متر ارتفاع باشند، گفته می‌شود که معمولا این سازه‌های عظیم از بتن و اسکلت فلزی  ساخته شده‌اند. در واقع این سازه‌ها به گونه‌ای منحصر به فرد هستند که از لحاظ بلندی و ارتفاع و نیز فکر کردن به سقوط این سازه‌ها همگان را دچار حیرت و شگفتی می‌کنند. این ساختمان‌ها کاربری‌های گوناگونی می‌توانند داشته باشند که در ادامه بحث به آن می‌پردازیم.

برای ساخت ساختمان‌های بسیار بلند که از ارتفاعی بیش از 200 متر دارند، علاوه بر هزینه مربوط به مصالح و تاسیسات، هزینه‌های مربوط به نگهداری و نیز مسائل احتمالی در زمان اجرا هم، وجود دارد. به همین دلیل ساخت آسمان خراش هزینه بسیار زیادی را می‌طلبد. از همین رو، معمولا دولت‌ها ساخت این سازه‌ها را برعهده می‌گیرند که توان پرداخت این هزینه هنگفت را دارند.

تاریخچه آسمان ‌خراش‌ها

اختراع آسانسور در سال 1852 میلادی توسط یک مکانیک آمریکایی، اولین گام بزرگ در جهت ساخت آسمان‌ خراش‌ها بود. آسانسور به عنوان ابزاری ضروری در ساختمان‌های بلند عمل می‌کند و با معرفی سیستم ترمز ایمنی در صورت پاره شدن طناب‌های بالابرنده، موجب شد که ساختمان‌های بلندتر از قبل ساخته شوند. این اختراع به ‌ویژه در سازه‌های بلند مرتبه بسیار موثر واقع شد و امکان ساخت آسمان‌ خراش‌ها را فراهم آورد.

تاریخچه در دنیا

اولین آسمان‌ خراش دنیا با اسکلت فولادی و معماری سبک، در سال 1913 در نیویورک به ارتفاع 241 متر افتتاح شد. این ساختمان که با نام ساختمان وُلد شناخته می‌شود، آغازگر ساخت سازه‌های بلند در جهان بود. در سال 1930، آسمان ‌خراشی به ارتفاع 283 متر و 71 طبقه در نیویورک ساخته شد که لقب بلندترین ساختمان جهان را از آن خود کرد. این ساختمان امپایر استیت بیلدینگ نام دارد و برای مدت طولانی عنوان بلندترین ساختمان دنیا را حفظ کرد.

از دیگر آسمان‌ خراش‌های معروف دنیا می‌توان به برج خلیفه در دبی اشاره کرد که در حال حاضر بلندترین ساختمان جهان با ارتفاع 828 متر است. همچنین برج جده در عربستان سعودی با ارتفاع تقریبی 999 متر که هنوز تکمیل نشده، از جمله پروژه‌های بلندتر از برج خلیفه محسوب می‌شود.

تاریخچه در ایران

در ایران، ساختمان‌ها تا چندین دهه پیش از ارتفاعات زیادی برخوردار نبودند و بیشتر سازه‌ها دارای تعداد طبقات کمی بودند. اما با پیشرفت تکنولوژی و مهندسی، شاهد ساخت آسمان ‌خراش‌ها در ایران بوده‌ایم. برج میلاد تهران که به عنوان نماد پایتخت ایران شناخته می‌شود، مهم‌ترین و شناخته‌ شده‌ترین آسمان ‌خراش در ایران است. برج میلاد علاوه بر رفع نیازهای مخابراتی و تلویزیونی، با هدف جذب گردشگران و توسعه امکانات دیگر ساخته شد.

در کنار برج میلاد، آسمان‌ خراش‌های دیگری نیز در ایران به ویژه در تهران ساخته شده‌اند. از جمله این ساختمان‌ها می‌توان به برج بین‌ المللی تهران اشاره کرد که از نظر طراحی مقاوم در برابر زلزله است و به گفته مهندسان می‌تواند زلزله‌ای به قدرت 10 ریشتر را تحمل کند. دیگر پروژه‌های برجسته شامل مرکز تجارت جهانی تبریز مجهز به میراگرهای ویسکوز جاذب انرژی زلزله، برج سفید تهران و برج آسمان فرمانیه هستند که هرکدام با ویژگی‌های خاص خود در تلاش برای بالا بردن ظرفیت شهرسازی و افزایش ایمنی در برابر بلایای طبیعی مانند زلزله هستند

دلایل ایجاد آسمان خراش‌ها

آسمان‌ خراش‌ها به عنوان سازه‌های بلند و عظیم، به دلایل مختلفی در دنیای مدرن ساخته می‌شوند. این سازه‌ها علاوه بر جذابیت بصری و نمادین بودن، نقش‌های کلیدی در ساختار شهری و اقتصادی دارند. در ادامه به مهم‌ترین دلایل ایجاد آسمان‌ خراش‌ها اشاره خواهیم کرد:

• افزایش جمعیت و رشد شهرنشینی
  با افزایش روزافزون جمعیت و مهاجرت مردم به شهرها، نیاز به فضاهای مسکونی و تجاری بیشتر شده است. ساختمان‌های بلند مرتبه می‌توانند پاسخگوی این نیازها باشند و از نظر استفاده بهینه از فضا، ظرفیت بیشتری را در مناطق شهری فراهم کنند. این امر به ویژه در شهرهای بزرگ که با مشکلات کمبود زمین مواجه هستند، ضروری است.

• صرفه‌جویی در استفاده از زمین
  یکی از دلایل اصلی ساخت آسمان‌خراش‌ها در مناطق شهری با تراکم بالا، صرفه‌جویی در استفاده از زمین است. با ساخت ساختمان‌های بلند، می‌توان فضای کمتری را اشغال کرده و در عین حال نیاز به فضا برای مسکن، ادارات، یا تجارت را برآورده ساخت. این امر به ویژه در مناطقی که زمین‌های گران‌ قیمت وجود دارد، اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.

• جذب گردشگری
  آسمان ‌خراش‌ها می‌توانند به عنوان جاذبه‌های گردشگری عمل کنند. برج‌هایی مانند برج خلیفه در دبی یا برج پتروناس در مالزی، تنها ساختمان‌هایی بلند نیستند بلکه نمادهای فرهنگی و اقتصادی نیز به شمار می‌آیند که میلیون‌ها گردشگر را به سمت خود جذب می‌کنند. این امر برای کشورها و شهرهایی که به دنبال جذب گردشگر و افزایش درآمدهای ناشی از صنعت توریسم هستند، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

• نیاز به فضاهای چندمنظوره
  آسمان‌ خراش‌ها به دلیل قابلیت استفاده از چندین نوع کاربری در یک ساختمان، مانند مسکونی، تجاری، اداری و حتی تفریحی، به یک گزینه مناسب برای توسعه شهری تبدیل شده‌اند. این ترکیب کاربری‌ها باعث صرفه‌جویی در هزینه‌ها و منابع می‌شود و در عین حال امکان بهره‌برداری از فضاهای متعدد را در یک مکان فراهم می‌آورد.

• پیشرفت‌های تکنولوژیکی و مهندسی
  با پیشرفت‌های چشمگیر در زمینه تکنولوژی‌های ساخت، مهندسی سازه و سیستم‌های ایمنی، ساخت آسمان‌ خراش‌ها به مراتب ایمن‌تر و ممکن‌تر از گذشته شده است. از جمله این پیشرفت‌ها می‌توان به تکنولوژی‌های جدید در زمینه ساخت آسانسورها، سیستم‌های مقاوم در برابر زلزله و بادهای شدید و استفاده از مصالح سبک و مقاوم اشاره کرد.

• نمایش قدرت و اعتبار اقتصادی
  آسمان‌ خراش‌ها به عنوان نماد هایی از قدرت اقتصادی و پیشرفت شهری در نظر گرفته می‌شوند. بسیاری از شهرهای بزرگ برای نمایش وضعیت اقتصادی و پیشرفت خود از ساخت آسمان‌ خراش‌ها بهره می‌برند. این ساختمان‌ها به نوعی نشان‌ دهنده رقابت بین کشورهای مختلف و حتی شرکت‌های بزرگ در زمینه توانمندی‌های مالی و فنی هستند.

در مجموع، آسمان ‌خراش‌ها نه تنها به عنوان سازه‌هایی نمادین و جذاب بلکه به دلیل کاربردهای متعدد و نیازهای روزافزون جمعیتی، اقتصادی و شهری در دنیای مدرن ساخته می‌شوند و نقش مهمی در توسعه و پیشرفت جوامع شهری دارند.

کاربرد آسمان خراش ها

برای صرفه جویی در هزینه ها، می توان از آسمان خراش ها برای چند نوع کاربری استفاده کرد. بعضی از انواع کاربری آسمان خراش‌ها را در زیر می‌بینیم:

مسکونی: با مهاجرت بیشتر مردم به سمت شهرها، بلندمرتبه سازی ساختمان ها افزایش پیدا کرد و این نوع کاربری به وجود آمده است. زیرا با افزایش تراکم جمعیت، ساختمان‌های با ارتفاع کم نمی‌توانند پاسخگوی سیل عظیمی از جمعیت در شهرها باشند.

اداری، تجاری، مسکونی: این نوع کاربری به دلیل همین صرفه‌جویی در هزینه‌ها ایجاد شده است. چون همانطور که بیان شد، استفاده همزمان از یک آسمان خراش برای چند نوع کاربری، صرفه جویی زیادی در هزینه‌ها را به همراه دارد.

مخابراتی: یکی دیگر از کاربری‌های آسمان خراش‌ها که کسب درآمد زیادی هم در پی دارد، در زمینه مخابرات است. به جای صرف هزینه زیاد برای ساخت و استفاده از این نوع کاربری، می‌توان سازه‌های دیگری مثل دکل و ... ایجاد کرد که هزینه کمتری را می‌طلبد و می‌توان همان کارایی را از آن کسب کرد.

ویژگی‌ها آسمان خراش ها

سازه های بلندمرتبه (آسمان خراش‌ها) باید ویژگی‌هایی را داشته باشند. اولین ویژگی آن‌ها مقاوم بودن و استحکام داشتن است. به عنوان مثال باید بتوانند در برابر طوفان‌های خیلی شدید مقاوم باشند. باید بتوانند وزن سنگین را تحمل کنند. به همین دلیل این نوع ساختمان‌ها باید از تیرهای فولادی و بتن مسلح ساخته شوند.

برای جلوگیری از ریزش این ساختمان‌ها باید زیرسازی اصولی انجام گیرد. ستون‌های فلزی و بتنی باید تا عمق زیادی در زمین فرو رفته باشند. به عنوان مثال آسمان خراش وست مینستر در لندن، که پایه‌های آن تا بیش از 24 متر در زمین فرو رفته‌اند.

تکنولوژی‌های مهم در ساخت آسمان خراش‌ها

ساخت آسمان‌ خراش‌ها نیازمند استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته و هماهنگ بین چندین رشته مهندسی، معماری و مصالح ساختمانی است. در ادامه چند تا از مهم‌ترین تکنولوژی‌هایی که در ساخت آسمان‌ خراش‌ها نقش کلیدی دارند رو معرفی می‌کنیم:

• سازه‌های اسکلت فلزی  (Steel Frame Structures)
  یکی از مهم‌ترین پیشرفت‌ها در ساخت آسمان ‌خراش‌ها، استفاده از اسکلت فلزی به‌ جای دیوارهای باربر سنتی است. این تکنولوژی باعث میشود وزن ساختمان بهتر تقسیم شود و امکان ساخت طبقات بلندتر فراهم شود.
  مزایا:
  مقاومت بالا در برابر زلزله و باد
  ساخت سریع‌تر
  انعطاف‌ پذیری در طراحی

• سیستم‌های مقاوم در برابر زلزله و باد
  آسمان ‌خراش‌ها باید در برابر نیروهای جانبی (مثل باد و زلزله) مقاوم باشند. برای این منظور از سیستم‌هایی مثل:
  بادبندها (Bracings)
  هسته‌های بتنی تقویتی  (Reinforced Concrete Core)
  دمپرها (Dampers) – سیستم‌هایی که انرژی زلزله یا باد رو جذب می‌کنن، مثل دمپرهای اصطکاکی، ویسکوز و جرمی  (Tuned Mass Dampers)
  مثلاً برج تایپه 101 از یک دمپر جرمی بزرگ بین طبقات استفاده می‌کند.

• نمای دوپوسته  (Double-Skin Facade)
  برای کاهش مصرف انرژی، آسمان‌ خراش‌های مدرن از نمای دوپوسته استفاده می‌کنند. این سیستم شامل دو لایه شیشه‌ای است که بین آن‌ها هوا جریان داره و به تنظیم دما کمک می‌کند

• مصالح سبک و مقاوم
  استفاده از بتن‌های سبک با مقاومت بالا (High-Performance Concrete) و آلیاژهای جدید فلزی به کاهش وزن سازه و افزایش مقاومت کمک می‌کند.

• تکنولوژی ساخت سریع  (Modular & Prefabricated Construction)
  در این روش، بخش‌هایی از ساختمان در کارخانه ساخته شده و در محل پروژه فقط مونتاژ می‌شوند. این روش سرعت ساخت رو بالا برده و خطا رو کم می‌کند.

• آیرودینامیک طراحی
  طراحی فرم ساختمان بر اساس آیرودینامیک کمک می‌کند که نیروهای باد بهتر مدیریت می‌شوند. برخی آسمان ‌خراش‌ها مثل برج‌های مارپیچی یا منحنی، به ‌صورت خاص برای شکستن جریان باد طراحی می‌شوند.

• سیستم‌های هوشمند  (Smart Systems)
  آسمان ‌خراش‌های مدرن مجهز به سیستم‌های هوشمندی هستن که مصرف انرژی، تهویه، امنیت و روشنایی را مدیریت می‌کنند:

• سیستم  BMS (Building Management System)

• حسگرهای کیفیت هوا و نور

• پنل‌های خورشیدی و توربین‌های بادی

نمونه‌هایی از آسمان خراش‌ها معروف

برج خلیفه (Burj Khalifa) دبی، امارات

• ارتفاع: 828 متر (بلندترین ساختمان دنیا)
• تعداد طبقات: 163 طبقه + 2 طبقه زیرزمین
• سال افتتاح: 2010
• ویژگی خاص:
  • طراحی بر اساس فرم گل صحرایی
  • سیستم سازه‌ای "یال‌دار" (Buttressed Core)
  • استفاده از بتن مقاوم در دمای بالا
• معمار: شرکت  SOM (Skidmore, Owings & Merrill)

مرکز تجارت جهانی یک (One World Trade Center) نیویورک، آمریکا

• ارتفاع: 541 متر (با آنتن)
• طبقات: 104 طبقه
• سال افتتاح:  2014
• ویژگی خاص:
• طراحی مقاوم در برابر تروریسم
• نمای شیشه‌ای با کنترل نور
• دارای سیستم مقاوم‌سازی لرزه‌ای پیشرفته

 تایپه 101 (Taipei 101) تایوان

• ارتفاع: 508 متر
• سال افتتاح: 2004
• ویژگی خاص:
• دارای دمپر جرمی بزرگ (Tuned Mass Damper) با وزن 660 تن برای مقاومت در برابر باد و زلزله
• طراحی با الهام از بامبو

برج شارد (The Shard) لندن، انگلستان

• ارتفاع: 310 متر
• سال افتتاح: 2012
• ویژگی خاص:
• طراحی شیشه‌ای چندوجهی
• تمرکز بر نور طبیعی و تهویه هوای طبیعی
• استفاده از فناوری‌های پایدار

برج شانگهای (Shanghai Tower) چین

• ارتفاع: 632 متر (دومین برج بلند جهان)
• سال افتتاح: 2015
• ویژگی خاص:
• نمای مارپیچی برای کاهش نیروی باد
• نمای دوپوسته (Double-Skin)
• سیستم مدیریت هوشمند انرژی

برج لوت ورلد (Lotte World Tower) سئول، کره جنوبی

• ارتفاع 555: متر
• سال افتتاح 2017:
• ویژگی خاص:
• نمای خمیده با الهام از سفال کره‌ای
• ترکیب سازه فلزی و بتنی با مقاومت بالا

نتیجه گیری

آسمان‌ خراش‌ها نه‌ تنها نمادی از پیشرفت تکنولوژی و معماری در جهان مدرن هستند، بلکه پاسخگوی بسیاری از نیازهای امروزی بشر مانند افزایش جمعیت، کمبود زمین در شهرهای بزرگ، توسعه اقتصادی و جذب گردشگر نیز به شمار می‌روند. از گذشته‌ای که اختراع آسانسور نخستین جرقه برای ساخت این سازه‌ها بود، تا به امروز که آسمان ‌خراش‌هایی با ارتفاع‌های شگفت‌انگیز و تکنولوژی‌های هوشمند در سراسر جهان ساخته می‌شوند، این ساختمان‌ها نقش مهمی در شکل دهی به چهره شهرها ایفا کرده‌اند.

از برج خلیفه در دبی گرفته تا تایپه 101 در تایوان و برج شانگهای در چین، هر کدام نمایانگر اوج خلاقیت، مهندسی پیشرفته و نگرش چند منظوره به فضا و عملکرد ساختمان‌ها هستند. همچنین، در ایران نیز با پیشرفت مهندسی و تکنولوژی، ساخت آسمان‌ خراش‌هایی مانند برج میلاد و برج بین‌المللی تهران نشان از ورود کشور به دنیای ساختمان‌های بلند دارد.

در نهایت، ساخت آسمان ‌خراش‌ها ترکیبی از هنر، مهندسی، نیاز اقتصادی و تفکر استراتژیک است. این سازه‌ها نه‌ تنها نیازهای امروز را پاسخ می‌دهند، بلکه نگاه ما به آینده شهرسازی، پایداری محیط‌ زیست و فناوری را نیز شکل می‌دهند.

نویسنده: سایه صفاییان، کارشناسی مهندسی مواد